【厉害！机械臂写狗年春联】人类要向机器学写字了

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来源：小C收藏、宝鸡市政府、CUHK

编辑：艾霄葆、闻菲

【新智元导读】大年三十有贴春联的习惯，如今，机械臂也能写春联了，还能比普通人写得更好。中国香港中文大学（深圳）教授徐扬生团队开发出的书法机器人，书法水平基本上可以和大师相提并论，还能根据要求书写出不同风格的字体。研究人员表示，研发书法机器人的初衷是为了更好地进行书法教学。智能时代，人类或许要向机器学习写字了。书法机器人写的春联，你不想来一套吗？

大年三十，中国有贴春联的习俗。贴春联最好是除夕早上6点到中午12点之间，把旧春联撕破，表示破除不好的运，有除旧布新的意思。

在此之前，临近春节的几天，每家每户都会准备好一副春联，2月7日，在宝鸡市行政中心广场，两名机器人和两名书法家同台挥毫泼墨写春联，一场人与机器的比拼引起不少市民的关注。

白色机器人手握一大一小两根毛笔和一个印章，它先在砚台里慢条斯理的蘸墨，然后在红纸上写下“吉祥如意”四个大字，再用小号毛笔签名，最后盖上印章，全过程用时4分多钟。

旁边的蓝色机器人在写一副春联，同样是平心静气，笔尖在纸上停顿、转折、勾画，宛如一位放慢了动作的书法大师，写一副春联用时15分钟。

据了解，这两台机器人学会写毛笔字，先要有书法家写出作品，技术人员对动作、字体等进行分析后得到数据，再进行编程，机器人就可以“复制”出书法家的作品。

目前这两个机器人可以写出6副作品，包括两副春联和“春”“福”“吉祥如意”“宁静致远”，光编程就花费了5名技术人员半个月时间。

进入智能化时代，我们还有必要学习传统书法吗？

中国香港中文大学（深圳）教授徐扬生领导他的团队就开发出了一个能够书写各种字体的书法机器人，这台机器人的书法水平基本上可以和大师相提并论，而且可以根据要求书写出不同风格的字体，比如行楷、隶书等，甚至大师的字迹风格也可以临摹。请看下面视频：

照顾到了中文书法的特定书写习惯，以及毛笔特有的书写状态，运用起、承、转、折等动作，一笔一画地在纸上书写繁体的“科学与艺术”几个大字。

“这可是一台会学习的机器人！”该项目研发团队成员、中国香港中文大学博士陈勇全介绍，在学习过程中，机器人通过摄像头抓取某一名家字帖的内容，录入系统，再进行笔画拆解、归纳总结，最终掌握该名家的书法风格。

从示范中学习，抓取毛笔轨迹6D参数，与人类写字一样自然

相关的技术源自团队在2014年IROS发表的论文《Robot learns Chinese calligraphy from Demonstrations》。研究人员表示，中国书法是世界上独一无二的艺术形式，其美感主要是通过对毛笔的正确操纵创造出来的，而关键是从书法图像中找出毛笔的六维运动（6-D motion）模式。

他们创造的书法机器人Callibot，通过从示范中学习（Learning from Demonstration），使用一种新的笔画轨迹参数化的方法来学习写字。Callibot用类似极坐标的形式来表现汉字中的一笔一画，由起始点开始的距离、角度以及相应点上的文字宽度等构成的矢量，而运笔轨迹则是由笔的三维坐标和角度构成的矢量列。

“王羲之一生中没有写过的字，机器人也可以按照‘书圣’的风格写出。”陈勇全说，秘诀就是它能通过对名家书法的学习，再进行分解，掌握名家书法具体笔画的写法，进而按照名家风格组合写出其未写过的字。

研究人员应用局部加权线性回归来将笔画参数映射到笔刷的轨迹。训练数据来自多个示范。训练完成后，如果给出了笔划的参数，Callibot就能自动写出新的笔划，由此产生的动作与人类写作一样自然。

在学习过程中，将毛笔连接到多自由度机械臂的尖端。然后由人类操作来写字。根据所获得的数据，系统会是使用局部加权线性回归，自动学习笔画参数与刷毛运动之间的关系。

注：手把手一教，这个机器人临摹能力惊人

没有提前设置程序，在人手把手教过之后，机械臂就记住了人的动作，而且能够很好地还原，还能写出飞白。

这一研究也结合了他们此前关于毛笔书法笔画提取的技术，实验结果证明了这一方法的可行性。只要是有6个或以上角度自由活动的机器人，都能使用这种方法写字。

注：这个机器人写一手标准的馆阁体

陈勇全说，开展这个研发项目的初衷是因为现在写毛笔字的人不多，能写好毛笔字的人更是少之又少，而书法机器人能教人们书写毛笔字，并对学习者书写的毛笔字进行打分评价，让学习者不断提高书法水平。据了解，书法机器人量产后，价格并不昂贵，普通家庭也可购买一台，跟着机器人练书法。

在宝鸡市政府举行的活动现场，有书法家表示，“机器人写得很好，随着技术的发展，写书法有可能不再是人类的专利”。

不管怎样，书法机器人写的春联，你不想来一套吗？