復(fù)旦大學(xué)研發(fā)LED海寶：能唱會(huì)說心智會(huì)“發(fā)育”

復(fù)旦大學(xué)自主研發(fā)的海寶機(jī)器人亮相世博會(huì)，技術(shù)國際領(lǐng)先

科技掃描

led“海寶”三種模式

普通模式———可循環(huán)說話和做動(dòng)作；

高級(jí)模式———可換裝、拍照及互動(dòng)；

VIP模式———可進(jìn)行物體識(shí)別。

LED和機(jī)器人是上海世博會(huì)上的科技亮點(diǎn)，兩者在城市最佳實(shí)踐區(qū)的上海案例館融為一體———亮相于“滬上生態(tài)家”的海寶機(jī)器人以LED制作，隨時(shí)能換裝、歌唱、對(duì)話；國際領(lǐng)先的“自主心智發(fā)育”則讓它超越其他機(jī)器人———作為場(chǎng)館迎賓員，“海寶”將在6個(gè)月時(shí)間和7000萬人流中不斷“成長”。

已是第三代

2009年初，上海電氣電站集團(tuán)提出“滬上生態(tài)家”還缺臺(tái)海寶機(jī)器人，希望復(fù)旦為此研制一個(gè)，作為第三代機(jī)器人的“海寶”應(yīng)運(yùn)而生。

2003年，復(fù)旦78級(jí)校友、美國密歇根州立大學(xué)計(jì)算機(jī)與工程學(xué)院教授翁巨揚(yáng)成為復(fù)大特聘講座教授時(shí)，提出了“自主心智發(fā)育”理論。同年，“肢體化智能實(shí)驗(yàn)室”成立。當(dāng)理論研究逐步成熟，機(jī)器人便擔(dān)當(dāng)了把理論成果付諸實(shí)踐的重要平臺(tái)角色。

相關(guān)學(xué)科的張文強(qiáng)副教授與張睿等人在翁巨揚(yáng)教授的帶領(lǐng)下，開始了“自主心智發(fā)育算法和智能機(jī)器人”的理論研究。

張文強(qiáng)覺得，相關(guān)理論已比較成熟，世博會(huì)正是一個(gè)展示成果的絕佳契機(jī)，項(xiàng)目最終敲定。

2005年，復(fù)旦百年校慶時(shí)，張文強(qiáng)團(tuán)隊(duì)從理論跨越到實(shí)踐，推出首個(gè)機(jī)器人“復(fù)旦一號(hào)”，具有1歲小孩的智力。隨后，“復(fù)旦二號(hào)”復(fù)娃機(jī)器人的成功研制，推進(jìn)了理論的研究?！昂殹钡恼Q生，在這個(gè)機(jī)器人家庭中已是孫輩。

LED懂“換裝術(shù)”

“Hey Jude，don‘t beafraid……”“換”上貓王演出服，“戴”上墨鏡，扮相朋克的“海寶”唱起披頭士樂隊(duì)的經(jīng)典曲目《H eyJude》，這是2010年3月18日“海寶”首次在復(fù)旦大學(xué)計(jì)算機(jī)研究所向媒體亮相的情形。

其實(shí)，在“海寶”的衣柜里還“藏”著西服正裝、超人制服、夏威夷草裙等各式風(fēng)格的著裝；時(shí)而披上姚明的11號(hào)戰(zhàn)袍，時(shí)而套上楊利偉的太空服，“海寶”瞬間就能炫出最酷的行頭?！氨取兡槨€要快?！睆?fù)旦大學(xué)軟件學(xué)院張睿老師介紹，幫這個(gè)1.8米高、100公斤重的海寶機(jī)器人實(shí)現(xiàn)換裝的，是布滿全身的LED.
“最大的困難就是L E D這一塊?！睆堫Ｕf。他在團(tuán)隊(duì)中負(fù)責(zé)電子線路部分。傳統(tǒng)的圖像顯示主要是平面方式，機(jī)器人也只能用普通顯示器實(shí)現(xiàn)臉部的變化。為了做成曲面狀顯示的“海寶”，張?；ㄙM(fèi)大量精力對(duì)L E D進(jìn)行選型、拼接、設(shè)計(jì)內(nèi)部電路，最終使“海寶”實(shí)現(xiàn)換裝的效果，“畫面通過L E D顯示，隨時(shí)變，馬上變，我們要把它做出一種‘炫’的效果?！?/P>

機(jī)器人會(huì)學(xué)習(xí)能變聰明

2008年底，張文強(qiáng)帶領(lǐng)海寶機(jī)器人研制團(tuán)隊(duì)著手前期創(chuàng)意，探討如何融入世博元素，最終決定，海寶不僅要“炫”，還要“智”。

在研究室的電腦桌上，攝像頭來回?cái)[動(dòng)，反復(fù)地拍攝同一張椅子。

“這是在做物體識(shí)別測(cè)試”，張文強(qiáng)說，這正是團(tuán)隊(duì)為海寶機(jī)器人選定的展示“智”的方式，運(yùn)用“自主心智發(fā)育技術(shù)”的“海寶”可以像個(gè)嬰孩一樣，通過多次重復(fù)的學(xué)習(xí)，逐漸認(rèn)識(shí)越來越多的東西，提高智力水平。這項(xiàng)復(fù)旦獨(dú)立研發(fā)的技術(shù)，目前在世界上處于領(lǐng)先地位。

“發(fā)育”的概念模擬了孩子成長過程。孩子的心智發(fā)育是通過父母反復(fù)的教育、與周圍孩子的交流及對(duì)環(huán)境的摸索來發(fā)生的。

“海寶”機(jī)器人也一樣，當(dāng)它看到一件物品，能夠根據(jù)一套算法提取物體特征，建立數(shù)據(jù)庫。研究人員反復(fù)地告訴它這是什么，經(jīng)過多次“學(xué)習(xí)”，當(dāng)機(jī)器人再遇到這個(gè)物體，并與數(shù)據(jù)庫的特征相匹配，它就能夠知道這個(gè)東西就是研究人員曾經(jīng)“教”過它的，從而實(shí)現(xiàn)心智的發(fā)育。在過去，傳統(tǒng)的機(jī)器人學(xué)習(xí)必須通過編寫新的程序來完成，運(yùn)用“自主心智發(fā)育”技術(shù)，無須重新編程，機(jī)器人就能認(rèn)識(shí)新事物。

由此，“海寶”擁有了與游客互動(dòng)的能力———它能模仿游客簡(jiǎn)單的手臂動(dòng)作，游客在它面前逗留時(shí)間長，“海寶”能感知游客對(duì)自己有興趣，它會(huì)自動(dòng)進(jìn)入高級(jí)的互動(dòng)模式，主動(dòng)邀請(qǐng)游客拍照，并將照片顯示在自己胸口。

跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)保障運(yùn)行

海寶的制作團(tuán)隊(duì)有二三十人，包括復(fù)旦的本科生、碩士生、博士生，還有6位帶隊(duì)老師；師生們來自不同專業(yè)，是一個(gè)跨學(xué)科組合。

“海寶”具有三種模式：普通模式、高級(jí)模式和V IP模式。普通模式時(shí)，“海寶”不需要人員的操作，可以循環(huán)說話和做動(dòng)作；高級(jí)模式可以換裝、拍照以及互動(dòng)；進(jìn)入V IP模式，“海寶”就能夠進(jìn)行物體識(shí)別。

為照顧“海寶”，團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備了全套的應(yīng)急方案。一旦“海寶”發(fā)生故障，團(tuán)隊(duì)與配套公司將于四小時(shí)內(nèi)響應(yīng)，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)維修，“手臂我們備了兩套，萬一一套壞了，另一套趕快拆下來更換上去?！?/P>

據(jù)悉，除了在“滬上生態(tài)家”迎賓的海寶機(jī)器人，“復(fù)旦二號(hào)”復(fù)娃機(jī)器人也已確定作為展品進(jìn)入世博會(huì)博物館；兩代機(jī)器人將在世博園區(qū)聚首。