视频
载入播放器…
  • 提供配置文件
  • 香港中文大学是香港一所综合性研究型大学,提供高质素的本科及研究生教育,并以尖端的研究能力服务社会。
产品组合
  • 机器人灵巧

  • 机器人画

  • 动机
    由于计算机技术和机器人技术的迅速发展,机器人绘画成为一种新的艺术表达媒介,因此引起了人们的极大兴趣。第一个著名的机器人绘画案例是由哈罗德·科恩开创的机器人画家亚伦。许多其他的系统也被报道过。机器人绘画现已成为机器人、计算机视觉、人工智能和图形学等领域的综合研究。每年都有艺术机器人(ARTBOT)展,根据不同的工作原理,展示不同大小和形状的各种绘画系统。然而,几乎所有这些系统都是为西方风格的绘画和艺术创作的任意表现而设计的。近年来也有一些关于中国书画计算机表现的研究报道。然而,这些研究主要局限于模拟研究,并不涉及艺术品的实际生产。
    香港中文大学机械与自动化工程智能控制系统实验室的团队最近开发了一个机器人绘画平台,旨在研究中国书画。这个平台被称为REAP,意为“后天书写的机器人表达”。除了作为机器人研究的平台,它的重点是对中国艺术品的实际复制,尽管简单,并获得专业的书法和绘画技能。我们的最终目标是让REAP成为中国艺术中有自己风格的“艺术”平台。

    硬件设置
    REAP是一种具有5自由度机械手(图1)的机器人平台,由x-y-z轴平移机构组成,该机构持有一个具有额外z轴旋转自由度的机器人夹持器。第5自由度是由毛笔的倾斜提供的。总之,这5个自由度提供了灵巧的模拟精细的手和手腕的动作执行中国笔触。这些自由度都是独立控制的,从而解决了与许多机器人系统相关的运动学问题。输入命令通过PID类型控制器执行。
    图2显示了机械手上的附加机构,该机构包含一个伺服电机和一个刷架,用于锁定并沿其轴线旋转画笔。该机构不能提高毛笔的工作自由度,但诱导轴向毛刷旋转运动可以清除多余的墨水,并在需要时拉直其毛,这对表演中国毛笔艺术是必不可少的。

    演示功能
    到目前为止,REAP能够根据适当的图像输入自动画线。该系统还能够进行基于视觉的迭代绘制。这意味着将当前执行的绘图与原始图像进行比较,从而“智能地”推断出其中的“缺陷”。因此,来自比较的信息将应用于下一次执行,以提高质量。图3显示了REAP执行的线图及其与原图的比较。对于全笔画书法,系统能够将给定的字符分解为单个笔画,然后生成复制给定字符所需的命令。图4、5和6展示了REAP执行的三个工作。原图也被展示出来作比较。
    目前,所开发的算法并不区分书法和绘画的执行。这就是为什么在中国书法的执行中,笔画元素的执行顺序会出现错误,而这在中国书法中被认为是很重要的。我们将在今后的工作中努力改进这方面的工作。我们还在搭建一个装置,这样我们就可以邀请中国的书法家和画家到我们的实验室,实时记录他们在创作作品时的笔触动作。收集的数据库将为今后分析和渲染艺术家的各种风格的研究提供帮助。

    • 图1。这个平台获得

    • 图2。机械手和轴向毛刷旋转机构

    • 图3。苏仁山绘画:原创

    • 由REAP复制

    • 图4。八达山人书法:原创

    • 由REAP复制

    • 图5。赵咏雷书法:原创

    • 由REAP复制