会泡茶、会表演茶艺,还会唱小曲,浙大工科生研发的茶道机器人可是相当文艺

【字体选择: 】 (2019/11/8 8:01:12) 摘自:

    

钱江晚报·小时新闻 首席记者 王湛

通讯员 李荣炜 刘苏蒙

当传统文化遇见现代科技,当冷冰冰的机器人碰上滚烫的茶水和悠远的茶道文化,会擦出一种怎样的火花?

前不久,浙江大学的一个学生团队就开发出了这样一款茶道机器人,可根据使用者需求,自动完成泡茶流程,同时还能表演传统茶艺。

该项目在第十三届“三菱电机杯”全国大学生电气与自动化大赛中斩获一等奖和唯一企业特别奖,引发众人关注。

传统文化结合现代科技

机器人也可以很“文艺”

在浙江大学三菱电机实验室中,记者看见了这一款“谷雨春”茶道机器人,它的外形酷似一条手臂,在机器臂的最前端是一个3d打印的专用夹具,可以通过开合来抓取茶具。

机器人的正前方摆放着茶盘,放着紫砂壶、茶杯等茶具。茶盘两边分别放着茶叶盒和一个类似于平板电脑的选择界面,使用者可以在上面选择选择吃茶的种类、杯数,有红茶、绿茶、功夫茶三种可供选择。

选定泡茶的种类、杯数后,点击“开始”按钮,机器人旁的智能茶台就开始自动煮水。机器人能够准确无误的揭开茶壶盖,放入茶叶,注入沸水。在倒水时,机器人还拿着水壶上上下下移动了三次。

浙大机电类专业国家级实验教学示范中心副主任卢慧芬对学生的成果非常了解:“除了能够完成泡茶的流程,这款机器人还有很注重茶艺文化。倒水时的‘凤凰三点头’,就是传统茶道中表示尊重客人的动作。”

盖茶壶盖时,机器人还表演了传统茶艺中的“春风拂面”,用盖子在壶口轻轻缓缓地拂一圈,将壶口的茶叶拂进壶中。紧接着,机器人拿起水壶将开水淋在盖好的茶壶上,完成“封壶”的步骤。

“来点音乐。”卢慧芬朝着机器人说,机器人便开始播放轻音乐。原来,这是学生们设计的语音识别系统,使用者能够通过语音控制机器人播放歌曲和更换歌曲。“这是为了增加泡茶饮茶的氛围,让机器人更‘文艺’。”

团队成员三分之二的时间都在实验室

机器人研发完,大家也喝茶喝到上了瘾

为了让机器人“学会”泡茶的流程和茶艺表演,三位理工科的学生自己先去学习了茶艺。他们请教了浙江大学茶学研究所的同学,学习专业泡茶的动作和流程,还组队去专业的茶室中喝了一下午茶,细致观察了茶艺师泡茶的动作和流程,还假借交谈之名“偷偷取经”。

茶艺师表演的动作和泡茶流程看似简单,让机器人去模仿,却并不容易。

在期末考试结束的头一天,他们就开始往实验室跑,二十多天的设计制作阶段,他们几乎没有休息,每天都是早上八点进实验室,晚上十一二点才走出实验室。

浙大机械工程学院学生佘注廷的主要工作是机器人的机械设计。在机器臂抓取动作的设计上,他最初的设想是直接抓取茶壶柄、水壶柄。多次试验之后却发现,这种方式行不通,抓取很不稳定,壶中的水经常洒出来。

“最后,我用3d打印为需要拿起的茶具制作了统一化的末端部件,固定在茶具上,机械臂通过抓取这个部件来拿起茶具,就要稳定得多。”佘注廷一共设计了五六个版本才完成了这个末端部件的制作。

视觉辅助系统也是在之后加上的。为了让机器人更准确的定位茶具的位置,浙大电气工程学院学生陈梅林在机器臂的前端装上了摄像头。根据摄像头拍摄到的形状、颜色等信息,机器人能智能识别茶具摆放的位置,在泡茶的流程中能准确拿起。“其实,就是给机器人添加了一双眼睛。”

在机器人终于能顺利完成茶艺表演、并泡出茶汤之后,他们自己又变身成为机器人的“小白鼠”。机器人泡的茶,很多都是他们自己喝掉了。

浙大电气工程学院学生王韵楚在实验室喝茶的同时,还得要思考怎样才能让泡出来的茶更好喝,怎样才能让泡茶的动作更优美、更符合人的动作。“那几天,我一喝水就开始想,泡茶倒水时要以哪一个点为轴。怎样控制机械臂的运动才能让倒水的速度跟人倒水时一样。”经过不断的调试,王韵楚对机器人泡出的茶很满意。

“平时上课犯困都是靠咖啡提神,但做这个项目时,在实验室中饮茶如喝水,咖啡就完全被戒掉了。”王韵楚比赛结束后还经常想要喝点茶,像是上瘾了一般。

现代科技遇上传统文化

机器人能代替茶艺师?

在项目策划初期,师生团队经过了多次的头脑风暴,才最终选择设计没有人做过的茶道机器人。其实,泡茶机已经有研制成功的案例,在市面上也有出售。但现有的泡茶机都局限于泡茶,没有体现茶文化。

虽然项目很新颖,但他们也有着很多的顾虑:机器人僵硬的动作不及茶艺师的动作优雅,而且没有语言、没有思考,冷冰冰的机器人来表演茶艺会不会让茶文化的艺术性减弱呢?

“我们的茶道机器人确实存在一些硬伤,不可能替代茶艺师,但是它同样能完成精彩的茶艺表演,同样有市场空间。”参赛队员陈梅林反倒觉得,相比起大众熟知的茶艺表演,机器人表演茶艺更加新奇,是一个抓人眼球的新事物。“现代科技赋能传统文化,推动传统文化创新发展,或许还能成为新时代中国传统茶道的‘传播者’。”

卢慧芬对这次的成果十分肯定:“将控制技术导入传统文化,再现茶道文化,践行了新工科背景下机电学科深度交叉融合。”

今后,团队还将进一步优化机器人:在茶汤的浓、淡等方面进行更加细致化、个性化的处理。卢慧芬透露,在时机成熟时,这款机器人或将投入量产,真正地走进人们的生活。


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