他们研制的机器人能修电网也能演奏《茉莉花

时间: 2025-08-04 16:05:10 |   作者: 新闻中心

  教授陈鑫正带领团队调试一台特别的机器人：它的双臂灵活地敲击扬琴琴弦，一曲《茉莉花》动听流动。

  而在实验室的另一侧，一台身披绝缘涂层的机械臂正在仿照高压电场下的螺栓锁卸作业——这是陈鑫团队深耕的另一个范畴：带电作业机器人。从音乐艺术的浪漫到电力检修的谨慎，这位“跨界”研究者用十年时刻奏响人工智能的“技能与情感”交响。

  2015年，一段国外音乐机器人演奏视频点着了中国地质大学（武汉）艺术与传媒学院教师周莉的创意。她找到自动化学院陈鑫，问询他“能否用机器人演奏中国传统乐器？”这个充溢诗意的想象，敞开了团队长达八年的探究。

  “扬琴是民族乐器中技巧最丰厚的击弦乐器之一，对力度和节奏的操控要求极高。”陈鑫回想道。首代机器人选用多连杆并联组织，经过轻量化规划完结每秒4次的击弦频率，但音色僵硬、表现力缺乏。团队发现，传统机械结构难以仿照人类演奏时纤细的力度改变和肢体韵律。

  转机发生在第二代机器人的研制中：团队自主研制多自由度机械臂，结合动作捕捉技能，将人类演奏者的手臂运动轨道转化为算法指令。现在，“海百合”机器人第二代已具有智能识谱、智能作曲和智能演奏的功用。只需求5-20秒，机器人就能将眼前的曲谱辨认转化为MIDI信号，实时进行情感充分的精准演奏，最快速度到达15击/秒。

  2021年消博会上，这台名为“海百合”的音乐机器人冷艳全场。它既能将钢琴谱“翻译”成扬琴谱，又能根据Transformer架构的AI模型续写旋律。更令人称奇的是，团队运用的风格搬迁技能，让机器人奏响的《月光奏鸣曲》带有东方韵律的留白之美。“这不是严寒的机械重复，而是人机共创的艺术。”陈鑫说。

  如果说音乐机器人承载着人类对“科技之美”的神往，那么带电作业机器人则体现出“科技之用”的硬核力气。2017年，陈鑫团队接棒国网湖北电科院的研制项目时，变电站检修仍是断电作业的形式：在高压环境下，人工作业只能在断开输电回路的条件下，完结螺栓锁卸、绝缘子清洗等惯例作业。

  电力体系的高压环境充溢应战。传统人工作业不只风险系数极高，并且需求很多人力投入和长周期训练。机器人代替人力，是趋势所向。但是，完结机器“带电作业”，需打破强电磁搅扰、精细定位、力控反应等技能瓶颈。

  “最大的应战是让机器人在强电磁场中‘活’下来。”团队发现，传统工业机械臂在高压环境下会呈现电路板焚毁、拉弧短路等问题。团队经过自主规划机械臂与多层屏蔽体系，使机器人在高电压环境下也能安稳运转。

  一起，经过改善的三维视觉建模技能，完结对杂乱作业环境的精准辨认和途径规划，保证机器人能自主完结如螺栓锁卸、绝缘子清洗、激光剥线等精细化操作。在实践运用中，该机器人可将触摸精度操控在1毫米以内，完结如直径仅16毫米的螺栓孔对准这类高难度动作。

  为满意不同作业场景需求，团队还研制了两代不同渠道的机器人设备——习惯1万伏到22万伏高压环境，从简便化的单臂版别到功用更强壮的双臂结构，可运用于变电站锁卸螺栓、绝缘子干冰清洗，以及配网搭火、接地环装置等任务，完结带电状态下作业，大幅度削减停电检修的频次与时长。

  现在，该团队的效果已走出实验室：音乐机器人登上全国第二届大国工匠展的展区，带电作业机器人在湖北、湖南等多地的电力检修作业中投入到正常的运用中。但陈鑫更垂青技能背面的深层价值：“音乐机器人不是替代艺术家，而是拓宽人类创造鸿沟；带电机器人也不只是东西，它承载着看护电力工人生命的任务。”

  在音乐机器人项目中，陈鑫推进低成本芯片代替与产品模块化，尽力寻求其教育与文明推行价值；在带电机器人项目上，则联合国网电科院、方源东力等企业共建湖北省“智能电力配备企校联合立异中心”，完结从实验室效果到工程运用的加快转化。