机器人鼓手能演绎摇滚、爵士等多风格曲目，节奏精准度超 90%

8 月 11 日消息，人形机器人通常被设计成模仿人类形态，以便完成诸如协助老年人或处理危险物品等实际任务。在过去十年中，它们已经能够搬运箱子、组装零部件，甚至提供物理治疗服务。然而，在创意艺术领域，人形机器人的潜力一直未被充分挖掘。

注意到，瑞士卢加诺应用科学大学（SUPSI）、意大利达索亚研究所（IDSIA）和米兰理工大学的研究人员们正在填补这一空白。他们最新研发的“机器人鼓手”证明了人形机器人不仅能跟上节拍，还能演奏复杂的鼓点节奏，其节奏把握和表现力已开始接近人类鼓手。

这一项目的灵感源于一次偶然的交流。项目第一作者阿萨德・阿里・沙希德（Asad Ali Shahid）在接受 Tech Xplore 采访时表示：“机器人鼓手的想法实际上是在与我的合作者洛里斯・罗韦达（Loris Roveda）喝咖啡时偶然聊到的。”他们意识到，人形机器人很少涉足创意领域，而鼓手需要具备节奏感、身体协调性和快速反应能力，因此鼓手的角色是一个“完美的新领域”。

研究人员开发了一套机器学习系统，使人形机器人能够在鼓组上完整演奏整首曲目。他们用宇树科技的 G1 人形机器人进行了模拟测试，音乐被转化为“节奏接触链”，即一系列精确计时的鼓点敲击序列。机器人在模拟环境中不断练习，以完善其演奏技巧。

沙希德解释说，关键在于将每首音乐表示为一系列精确计时的接触事件，这些提示告诉机器人何时敲击哪些鼓。随着时间的推移，机器人逐渐发展出类似人类的行为，例如换棒、交叉手臂击鼓以及在鼓组上的动作优化。测试涵盖了从爵士乐到摇滚乐和重金属等多种音乐风格，包括林肯公园乐队的《In the End》、戴夫・布鲁贝克的《Take Five》和邦・乔维的《Living on a Prayer》等曲目。机器人在许多曲目上实现了超过 90% 的节奏精准度，并且学会了提前规划即将进行的敲击动作，并在演奏过程中即时重新分配鼓棒。

沙希德认为，随着时间的推移，“机器人鼓手”将为机器人表演者登上现场乐队舞台铺平道路，同时也能为音乐之外的领域提供一个教授精准计时技能的框架。研究人员计划将机器人在模拟环境中获得的技能转移到实际硬件上。沙希德表示：“我们的下一步是将机器人鼓手带入现实世界。”他们还计划增加即兴演奏功能，以便机器人能够适应音乐节奏，像人类鼓手一样实时做出反应。

如果这一转变成功，未来的音乐会不仅会有人类音乐家，还会有机器人以完美的节奏和精准度进行表演，不会错过任何一个节拍。该研究的相关成果已发表在 arXiv 的预印本上。