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上周，在新加坡召开的ICRA世界机器人与自动化大会（IEEE International Conference on Robotics and Automation）上，来自日本东北大学（Tohoku University）的研究者们呈现了一款可以指导人跳华尔兹舞的机器人老师。与此前所定义的机器人不同的是，这款机器人老师不仅能与人共舞，还能根据每个人之前的训练情况和已掌握的技能进行适应，因材施教地提升他们的舞蹈水平。尽管这款机器人是为舞蹈教学开发的，但也有些其他特殊作用，比如运动康复训练，甚至操作无人驾驶汽车。
这位机器人舞蹈老师身高大约为1.8米，可对身高在1.5米到1.9米之间的成年人进行舞蹈教学。机器人内置了一个力量传感器以及两个激光测距仪，用以测量患者的用力大小并跟踪用户的运动姿势。它也可以实时将收集到的动作数据与之前捕捉的数据对比（之前的数据来自专业舞蹈者）。
舞蹈教学机器人结构简图
此外，机器人老师还会通过面部表情与用户进行互动，提示他们动作的错误，并鼓励用户不断进步。基于用户和机器人之间的物理交互技术（力控制），当发现用户的舞蹈水平有些提高的时候，机器人便会减少动作引导，允许用户更自由地发挥。如果用户突然停止动作，机器人会在一定力量范围内与用户保持接触，当对方再次开始移动时，机器人会继续动作引导。
机器人通过于用户的物理交互来提供实时表情反馈
为了测试这款跳舞机器人是否具有应用效果和可行性，研究人员招募了还12名初学华尔兹的志愿者（六男六女）分两组进行测试并填写调查问卷。通过测试，其中六位使用者中的五位表现出了进步。为了进行对比，在另一组研究中，机器人没有开启适应对方动作的功能，因此六名志愿者中有四名在练习后并未取得进步。
舞蹈教学机器人的控制框图，以交互控制为特征，由PT算法驱动的自适应控制模式
英国帝国理工学院人体机器人实验室主任Etinne Burdet教授向《每日邮报》的记者表示：这款机器人背后的技术原理其实已经广泛应用在了康复机器人领域。但是，如果把它扩展到复杂的全身性互动，比如跳舞，则是一个非常重要的贡献。
此外，参加本次ICRA大会的还有京东、大疆、优必选、傅利叶智能等中国企业，其中傅利叶智能也是本次大会唯一一家从事康复机器人的中国企业。
参考资料：
[1]https://www.newscientist.com/article/2132582-waltzing-robot-teaches-beginners-how-to-dance-like-a-pro
[2]Granados, D.F.P., Yamamoto, B.A., Kamide, H., Kinugawa, J. and Kosuge, K., 2017. Dance Teaching by a Robot: Combining Cognitive and Physical Human–Robot Interaction for Supporting the Skill Learning Process. IEEE Robotics and Automation Letters, 2(3), pp.1452-1459.
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