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彈琴機器人

102/08/01 7632

楊谷洋｜國立交通大學電機工程學系暨科技與社會中心智庫研究團隊

2013年3月至6月，國內有「音樂界點子王」美譽的大提琴家張正傑以「機器人PK大提琴」為創意，在台北、高雄、新竹及花蓮等地巡迴舉辦親子音樂會。張正傑與臺北城市科技大學機器人博物館館長潘同泰教授率領的機器人團隊在親子音樂會同台演出；首先登場的機器人穿著西裝及燕尾服，懷抱大提琴，與張正傑PK巴哈無伴奏大提琴組曲，兩「人」動作如出一轍，連謝幕動作都相同；此外，機器人還表演跳舞，無論是古典芭蕾舞，還是康康舞，只要張正傑一演奏，機器人就隨著音樂跟者舞動，現場笑聲不斷、驚歎聲連連，似乎預告著機器人即將踏入演藝界，彈琴、跳舞都難不倒它。

在欣賞的同時，讓我們從工程眼光來談談彈琴機器人的演進與發展過程，以及它在技術上的挑戰。歐洲在18世紀就已有會彈琴的自動機械，它能彈奏具一定複雜度的曲子，同時也具有精巧擬真的外表，驚艷當時的宮廷；18世紀的自動機械還沒有機會使用馬達，當然也沒有微處理器或是電腦，而僅利用發條及某種形式的動作紀錄裝置所完成。我們在讚嘆當時工匠的手藝之餘，深入來看，這樣的「彈琴機器偶」，基本上只是複現之前設定的動作指令，離人類的演奏家所能達到的程度，著實有段相當大的差距。

理想中的彈琴機器人，除了能靈巧、精準的彈奏出預設的曲子外，我們也會期待它具有讀譜的能力，如此一來，藉由樂譜，它就能自行彈奏出各式各樣的曲子，省去逐步將音符轉換成機器人動作所耗費大量程式撰寫的時間與精力，再進一步，如果機器人具有作曲、編曲的能力，那更能創作出前所未有的曲目，成為創作型演奏家。

回歸實際面，目前彈琴機器人的進展如何呢？提到這個話題，我們就一定要談到被稱為「仿人機器人之父」－已故之日本早稻田大學加藤一郎教授(Ichiro Kato)，他於1969年開發出全世界第1台雙足行走機器人，其研究在今日被視為先驅，但在當時的日本仍屬前衛，後來當他率先提出彈琴機器人的構想時，更被視為不切實際，但他的想法不全然是為了彈琴而彈琴，目的仍是開發出能服務人類的機器人；他的設想是：要能夠像人一樣彈琴的機器人，它必須活動自如、快速、具彈性、且夠聰明，而這些能力也正是機器人進入人類社會時，面對不確定、多變化環境所必須擁有的；也就是說，那雙靈巧彈琴的手，也可幫忙我們日常生活起居、做家事。加藤教授的遠見，讓早稻田大學的人形機器人實驗室一直是全世界的重鎮。

而某家台灣知名之自動化機械設備公司，其在2010年台北國際機器人展上推出可使用雙手演奏鋼琴的機器人，在俐落靈活地演奏悠揚樂曲的同時，也在在宣示該公司在精密機械產業上的雄厚實力與企圖心。（本文由國科會補助｢新媒體科普傳播實作計畫-電機科技新知與社會風險之溝通｣執行團隊撰稿）

責任編輯：陳永平｜國立交通大學電機工程學系暨科技與社會中心智庫研究團隊

人形機器人(14) 科發月刊(5221)

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