人形機(jī)器人通常被設(shè)計(jì)成模仿人類(lèi)形態(tài)，以便完成諸如協(xié)助老年人或處理危險(xiǎn)物品等實(shí)際任務(wù)。在過(guò)去十年中，它們已經(jīng)能夠搬運(yùn)箱子、組裝零部件，甚至提供物理治療服務(wù)。然而，在創(chuàng)意藝術(shù)領(lǐng)域，人形機(jī)器人的潛力一直未被充分挖掘。

IT之家注意到，瑞士盧加諾應(yīng)用科學(xué)大學(xué)（SUPSI）、意大利達(dá)索亞研究所（IDSIA）和米蘭理工大學(xué)的研究人員們正在填補(bǔ)這一空白。他們最新研發(fā)的“機(jī)器人鼓手”證明了人形機(jī)器人不僅能跟上節(jié)拍，還能演奏復(fù)雜的鼓點(diǎn)節(jié)奏，其節(jié)奏把握和表現(xiàn)力已開(kāi)始接近人類(lèi)鼓手。

這一項(xiàng)目的靈感源于一次偶然的交流。項(xiàng)目第一作者阿薩德?阿里?沙希德（Asad Ali Shahid）在接受 Tech Xplore 采訪時(shí)表示：“機(jī)器人鼓手的想法實(shí)際上是在與我的合作者洛里斯?羅韋達(dá)（Loris Roveda）喝咖啡時(shí)偶然聊到的?！彼麄円庾R(shí)到，人形機(jī)器人很少涉足創(chuàng)意領(lǐng)域，而鼓手需要具備節(jié)奏感、身體協(xié)調(diào)性和快速反應(yīng)能力，因此鼓手的角色是一個(gè)“完美的新領(lǐng)域”。

研究人員開(kāi)發(fā)了一套機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)，使人形機(jī)器人能夠在鼓組上完整演奏整首曲目。他們用宇樹(shù)科技的 G1 人形機(jī)器人進(jìn)行了模擬測(cè)試，音樂(lè)被轉(zhuǎn)化為“節(jié)奏接觸鏈”，即一系列精確計(jì)時(shí)的鼓點(diǎn)敲擊序列。機(jī)器人在模擬環(huán)境中不斷練習(xí)，以完善其演奏技巧。

沙希德解釋說(shuō)，關(guān)鍵在于將每首音樂(lè)表示為一系列精確計(jì)時(shí)的接觸事件，這些提示告訴機(jī)器人何時(shí)敲擊哪些鼓。隨著時(shí)間的推移，機(jī)器人逐漸發(fā)展出類(lèi)似人類(lèi)的行為，例如換棒、交叉手臂擊鼓以及在鼓組上的動(dòng)作優(yōu)化。測(cè)試涵蓋了從爵士樂(lè)到搖滾樂(lè)和重金屬等多種音樂(lè)風(fēng)格，包括林肯公園樂(lè)隊(duì)的《In the End》、戴夫?布魯貝克的《Take Five》和邦?喬維的《Living on a Prayer》等曲目。機(jī)器人在許多曲目上實(shí)現(xiàn)了超過(guò) 90% 的節(jié)奏精準(zhǔn)度，并且學(xué)會(huì)了提前規(guī)劃即將進(jìn)行的敲擊動(dòng)作，并在演奏過(guò)程中即時(shí)重新分配鼓棒。

沙希德認(rèn)為，隨著時(shí)間的推移，“機(jī)器人鼓手”將為機(jī)器人表演者登上現(xiàn)場(chǎng)樂(lè)隊(duì)舞臺(tái)鋪平道路，同時(shí)也能為音樂(lè)之外的領(lǐng)域提供一個(gè)教授精準(zhǔn)計(jì)時(shí)技能的框架。研究人員計(jì)劃將機(jī)器人在模擬環(huán)境中獲得的技能轉(zhuǎn)移到實(shí)際硬件上。沙希德表示：“我們的下一步是將機(jī)器人鼓手帶入現(xiàn)實(shí)世界?！彼麄冞€計(jì)劃增加即興演奏功能，以便機(jī)器人能夠適應(yīng)音樂(lè)節(jié)奏，像人類(lèi)鼓手一樣實(shí)時(shí)做出反應(yīng)。

如果這一轉(zhuǎn)變成功，未來(lái)的音樂(lè)會(huì)不僅會(huì)有人類(lèi)音樂(lè)家，還會(huì)有機(jī)器人以完美的節(jié)奏和精準(zhǔn)度進(jìn)行表演，不會(huì)錯(cuò)過(guò)任何一個(gè)節(jié)拍。該研究的相關(guān)成果已發(fā)表在 arXiv 的預(yù)印本上。