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清华打造国内首支中国风机器人乐队 现场上演三重奏,AI的风吹到养殖业 除了提质增效 还能解放人手,为了5G+四大巨头齐聚杭州,中国机械网,okmao.com
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清华打造国内首支中国风机器人乐队 现场上演三重奏,AI的风吹到养殖业 除了提质增效 还能解放人手,为了5G+四大巨头齐聚杭州
2019年04月29日    阅读量:61    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

“昆山玉碎凤凰叫,芙蓉泣露香兰笑。”《李凭箜篌引》对箜篌的描写,由机器人弹奏出来了。今天(4月27日),机器人音乐舞台剧《墨甲幻音》在清华大学上演,谱写了当代科技、人文艺术与中国文化间的琴瑟和鸣中国机械网okmao.com


系国内首支具有中国文化特色的机器人表演团体


这场演出的主角是三位各具特色的机器人乐手。它们分别是竹笛机器人“玉衡”,箜篌机器人“瑶光”和排鼓机器人“开阳”。三位机器人乐手的名字来源于北斗七星中的三颗星。


这三位“乐手”组成的“墨甲”机器人乐队,名字也大有讲究,取自诸子百家的墨家,源于墨家是古代崇尚工程技术的重要流派。


据介绍,这是国内第一支具有中国文化特色的机器人表演团体。


机器人可四“手”击鼓、不换气吹笛


项目首席科学家、清华大学美术学院副教授米海鹏告诉新京报记者,竹笛、箜篌、排鼓这三个乐器的选择是该项目立项之初最先考虑的,为了实现演奏这一目标,项目组咨询了很多音乐专家,出于音乐编排的考虑选择了这三个乐器。“三个‘乐手’的组合,需在音乐编曲上有一个整体的线条和主旋律,还要有雄厚的主体调,伴奏的节奏点也很重要,因此选出了这样的组合。”


机器人演奏与人类演奏不同,对音乐的处理在一些方面具有优势。“比如竹笛的演奏,有大量的、快速的跳跃,对人来讲需要换气,但机器不用,可以实现连续的、跳跃的长音。”米海鹏说。


中国传统排鼓一组五台,人类用两只手演奏。而“开阳”的设计有四个机器手臂,同时在四个不同音高的鼓上演奏,可以超越人类的演奏水平。


箜篌机器人“瑶光”在台上的拨弦动作极为巧妙,米海鹏告诉记者,想让机器演奏用“手”拨弦其实特别有难度,人类演奏箜篌时是左右两只手都拨弦,目前“瑶光”还不能做到这种地步,现场的演奏是一个有模拟拨弦动作的机器人和一个自动拨弦的箜篌来完成的。


米海鹏表示,此次演出的音乐都是原创曲目,是专门为这三个机器人设计的。音乐家编写曲子的时候,会充分考虑机器乐手的特点。


并且,据他透露,乐队的定位是拥有自己专属的音乐风格和人物性格,未来希望能出版属于“墨甲”的音乐专辑。


最大困难是克服演奏“没有人味”


谈及研究最大的难点,米海鹏直言,是让机器人展现出人类演奏乐器的韵味。“中国传统乐器演奏讲究有韵味,比如吹笛子,人通过口、舌、气息的控制来演奏,有很多声音技巧,让机器人表现就很困难。”


一开始最先攻克的竹笛机器人,也成为后来最难表现“人味”的。


他表示,光让笛子响是不够的,还要表现出音乐的韵味,这就需要气息强弱的变化。机器虽然可以吹得很准,但吹出来比较平,没有人味。


目前,团队对竹笛机器人“玉衡”进行了大量调试,调整每个音高需吹气的气量,并且每次换笛膜,都会重新校准,调整每个音准下需要把握的气流。


请来雕塑家打造柔美机器乐手


除了花大功夫调试机器人的演奏技巧,机器人的外在造型也需细细打磨。


米海鹏说,三位机器乐手的造型是专门请雕塑家来设计的,因此三个机器乐手的身高比例和体型都赏心悦目。


为了达到美观,团队花了不少心思。“一只手上至少有5个电机,分别控制5个指头,但5个电机放在手腕上,就会显得臃肿。为了让手腕纤细,就要把电机、电线等藏起来。”他表示,“既要从结构、审美出发,还要控制执行器件怎么走线、怎么运行,这是一项很复杂的工艺。”


现场:机器人出小故障 师生现场“做手术”


墨甲机器人乐队由清华大学美术学院、清华大学未来实验室,以及希格斯木甲文化(北京)有限公司联合打造。主创团队组建于2018年9月,主要由清华大学师生,以及毕业生创业团队组成。团队中有机器人控制与交互领域专家、雕塑艺术家、新媒体艺术家、音乐家等,是一个横跨多个不同学科的创新团队。


舞台剧现场,箜篌机器人“瑶光”和排鼓机器人“开阳”出了点小状况。


在表达了对观众的歉意后,团队成员现场给机器乐手做起了“手术”。成员们有的拿着电脑调试程序,有的排查通信问题。“瑶光”的左手在中途不能做拨弦动作了,成员直接拿来电钻修理。


最后,“瑶光”恢复正常,但“开阳”因为连线通信的问题没能修好。


现场调试的场面,也是成员们的工作常态。半年的时间内,主创团队已经攻克了许多技术难题,完成了从一张白纸到一台机器人舞台音乐剧的技术研发和艺术创作工作。


在这个养殖场,人工智能技术的运用已经将其人力减少了三分之二,在工具层面,智能化可以帮助解决人力问题;在分析层面,智能化可以解决质量问题。


AI的风已经吹到了畜牧业,近两年,AI养牛、养猪、养鹅的新闻相继出现。近日有消息称,中国畜牧业协会已经正式成立智能畜牧分会,分会成立时,国家农业农村部畜牧兽医局副局长王俊勋表示,“在数字经济时代下,中国农业企业正面临着巨大的机遇和挑战。止步不前还是大胆尝试数字化转型,是如今畜牧企业面对的行业难题。”


生产效率低、成本高、利润空间小、机器化水平低等,这些负面标签长期打在国内的畜牧产业身上。但随着AI的加入,国内在养殖业上原始粗放的产业形态可能会迎来蝶变。


从国内到国外,AI养殖不新鲜


去年愚人节的一个消息,很多人还印象深刻。被称作“鹅厂”的腾讯公司宣称启动养鹅计划,鹅脸识别、鹅语翻译等也将随之开展。虽事后证明这只是一个愚人节玩笑,但IT技术商、终端设备商们确实已经开始去广阔农村大展身手。


去年初,阿里云就开启智能养猪事业,技术人员给合作种猪场的每一头猪打一个数字ID标签,围绕数字ID建立起包含日龄、体重、进食情况、运动频次、体征异常情况、怀孕到分娩等在内的全生命周期数据档案,其ET农业大脑不仅能帮猪看病、保健,还能帮母猪多生仔。


2017年华为也曾联合中国电信和银川奥特推出基于NB-IoT的牛联网产品“小牧童”,具体做法是在每个奶牛脖子上佩戴可穿戴设备,时时测量牛的体温和脉搏,及时掌控奶牛的健康和产奶量,掌控牛的发情期,及时配种。


不只国内,AI技术在国外的畜牧业养殖中也早有先例。并且由于其畜牧业本身的规模化程度高、数字化基础好,AI技术的落地相对更快。


位于荷兰的农业科技公司Connecterra结合AI技术开发出“智慧牧场助理”(IDA ,The Intelligent Dairy Farmer’s Assistant)系统,在奶牛的脖子上佩戴可穿戴设备,这些设备内置了多个传感器,配套的分析软件使用了机器学习技术,软硬件配合共同实时监测奶牛的健康情况。据介绍,IDA可以通过数据知道一头奶牛是否正在反刍、躺下、走路、喝水等,并判断奶牛是否生病、是否准备好要繁殖等,将相关行为变化通知牧场主,极大解放人手。一家位于美国乔治亚州的使用了IDA系统的牧场管理者表示,透过IDA可以将生产力提升10%。


成立于2013年的AgriWebb总部位于澳大利亚,也是一家通过提供智能化服务帮助畜牧业企业提高生产效率的公司,系统收集和记录牧场家畜的数量、活动状况、体重增减、受孕率等数据,同时也收集和记录牧场的喷洒、施肥、播种情况等。


从20头到23头,养殖红利很实在


中国人几乎每年都要吃掉全球一半以上的猪。但根据《全国生猪生产发展规划(2016—2020年)》,我国生猪养殖成本比美国高40%左右,每千克增重比欧盟多消耗饲料0.5千克左右,母猪年提供商品猪比国外先进水平少8到10头,综合竞争力明显低于发达国家。


去年2月,阿里云正式宣布和四川特驱集团、德康集团合作,通过ET农业大脑实现人工智能养猪,提高猪的存活率和产崽率,项目投入高达数亿。据阿里云智慧农业总经理郑斌介绍,项目最重要的目的就是提高PSY(Pigs Weaned per Sow per Year),即每头母猪每年的断奶仔猪数量,这是衡量养猪产业水平最重要标志之一。“团队研发的‘怀孕诊断算法’可以判断母猪是否怀孕,再由AI分析母猪是否配种成功。”被打趣是“猪猪侠”的阿里云算法工程师念钧详细解释了这套算法如何工作:“我们研发的这套判别母猪是否怀孕的算法,是借助多个自动寻轨的机器人加摄像头去识别配种后母猪的行为特征,这些特征包括母猪睡眠的深度情况,它站立的频次,进食量的变化,以及它的眼神是否迷离等,这些都是关键的特征。”


猪仔出生之后,ET农业大脑会通过语音识别技术和红外线测温技术等来监测每只小猪的健康状况,一旦出现异常能够第一时间发出预警,保证小猪健康成长。


郑斌表示,项目应用了视频图像分析识别、活体识别、语音识别等人工智能技术。“从配种开始,到母猪妊娠、繁殖再到猪仔的健康监控,AI养猪的最高水准是做全流程的智能优化。通过我们的各项技术应用,猪场现在每头母猪每年生下来的能健康存活的小猪从20头增加到23头。”虽然离30以上的先进水平还有距离,但AI养猪的能量,已经在慢慢释放。


从0到1,智能转型刚起步


据阿里云大数据架构师存斋介绍,将AI应用于农业畜牧业,最核心的是三部分内容,“首先,养殖企业一直和AI这种很先进的科技其实是断层的、无感的。相对于其他行业来讲,农业畜牧业属于信息化很落后的一个行业。”


郑斌也表示,目前在畜牧业应用AI,最大的问题是数据的缺乏,这个问题不只养猪面临,而是畜牧业的通病。“我们现在所开展的研究包括工具智能和决策智能两个层面,前者主要指通过各种摄像头、测温仪、心跳监测仪、音频处理和算法等取代人力监控,对猪场的猪进行行为监控、猪只异常监测等;后者则包括对疾病的判断和治疗方案的推荐、繁殖前发情行为的捕捉、分析判断应对等。”据他介绍,国内畜牧业应用数字技术的尝试大多还停留在新技术养殖等工具智能层面,决策智能方向还处在从0到1的起步阶段。


存斋表示,第二个问题是在传统的畜牧业模式上,尤其是种植方面,本身的利润不足以支撑智能化转型。“如果你只做一个算法说要生产效率,这个商业模式本身是不成立的。人家利润就九个点,花几百万做算法不现实。政府、科研机构推广智能技术时都面临这个问题。”存斋表示。


但他们的尝试也获得积极的回应,据郑斌介绍,目前国内已经有不少种猪养殖企业主动联系他们,希望可以运用智能化养猪技术提高生产率和利润、解放劳动力。他表示,在合作的猪场,人工智能技术的运用已经将其人力减少了三分之二,“在工具层面,智能化可以帮助解决人力问题;在分析层面,智能化可以解决质量问题。”郑斌总结说。


存斋举了个例子,在他提供技术服务的猪场,过去每个人可能每隔两天就得去一次现场,采集一遍所有数据,还是拿纸记录,再把纸质的导到表格里、进而导入系统,非常复杂。但是现在有智能设备,所有的数据全自动采集录入,“随着普遍生活水平的提高,愿意到养殖场工作的年轻人越来越少,AI助手在将来的养殖产业中势必发挥更大的作用。”存斋说。


4月28日,在工业和信息化部支持指导下,省政府与中国电信集团、中国移动集团、中国联通集团、中国铁塔公司在杭州举行“5G+”行动联合发布会。省长袁家军出席。


28日上午,在工业和信息化部支持指导下,浙江省政府与中国电信集团、中国移动集团、中国联通集团、中国铁塔公司在杭州举行“5G+”行动联合发布会,聚力共推5G网络建设、产业发展和创新应用,赋能数字经济“一号工程”和高质量发展。这一重大活动吸引了阿里巴巴、华为、中兴通讯、爱立信、诺基亚、高通、英特尔等100多家国内外知名企业及浙江大学、之江实验室、中国信息通信研究院等一批科研院所参会参展。


浙江省省长袁家军,工业和信息化部总经济师王新哲,省委常委、杭州市委书记周江勇,中国电信集团董事长柯瑞文,中国移动集团董事长杨杰,中国联通集团总经理李国华,中国铁塔公司董事长佟吉禄出席发布会。与会领导共同启动“5G+”行动并参观5G应用展示。


四大电信集团和行业龙头企业集中发布展示了基于5G技术创新和应用的机器人、无人机、自动驾驶汽车、物流车、AR/VR、4K直播、8K超高清视频、智能制造、智慧交通、智慧物流、智慧安防、物联网、工业互联网、远程急救、未来医院、未来社区等一批5G最新科技成果、数字化应用、解决方案和终端产品。


4月28日,浙江省政府与中国电信集团、中国移动集团、中国联通集团、中国铁塔公司在杭州举行“5G+”行动联合发布会,图为发布会现场。


会上,浙江省政府发布《关于加快推进5G产业发展的实施意见》,着力抓好布局建设5G网络、统筹建设关键基础设施、强化技术创新、发展重点产品、培育骨干企业、建设产业平台、推动场景和行业应用等重点任务。实施重点区域5G网络优质覆盖、国家新型互联网交换中心建设、5G创新平台打造、杭州亚运会5G应用、5G+智能制造试点示范、+超高清视频、+车联网示范应用、+智慧安防、+智慧物流、+智慧医疗等十项重点工程。强化政策扶持和要素保障,构建优良5G产业生态,支持杭州建设全球5G先行城市,打造具有重要影响力的5G网络建设先行区、产业发展集聚区、创新应用示范区,培植数字经济发展新优势,为“两个高水平”建设注入新动能。



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