书法机器人是如何写书法的？

近日，在香港中文大学（深圳）“机器人与智能制造工程实验室”，师生在演示书法机器人书写作品。据悉，该研究院的主要研究方向为智能机器人、智能混合动力汽车系统等方面的技术研究和产业化。如今书法已不再是人们特有的本领，随着时代的进步，现今高科技智能机器人也会根据提前写好的编程来控制，写出漂亮的书法作品。

到目前为止，中国书法艺术的传播，继承与发展主要是通过对前人的笔迹（通常为碑帖）进行学习和模仿来实现。在这种学习和模仿的过程中，面对相同的临摹对象，由于书写水平的高低往往因人而异，因此，临摹出来的效果也不一样。
　　通过分析可以发现，不同的字体（如楷书，行楷及魏碑等）的书写技巧都有其固有的规律性可供遵循。在数字化技术飞速发展的今天，完全可以对书法的书写技巧进行适当的数字化处理，将中国古老的书法艺术与能够集中体现现代高新技术的机电一体化产品——机器人完美地结合起来，利用机器人控制毛笔的空间运动，从而实现机器人书写中国书法。

书法机器人由哪些部分组成？

已经研制出来的一种书法机器人系统主要由以下部分组成：（1）机器人本体；（2）机器人控制器；（3）型号不同的毛笔若干支，连续打印纸，墨汁，印泥和印章等附件；（4）上纸和切纸机构；（5）机器人书写平台；（6）电源。

这种书法机器人系统的计算机采用了windows 98操作系统，主要是利用其易用性，方便普通用户或参观者对机器人进行操作。此外，根据系统的需要，编制了大量基于VB、VC、PEWIN和EXCEL的应用软件。

这种书法机器人系统具有一个十分友好的，用VB来实现的用户界面，以便参观者，特别是中小学生参观者能够顺利地进入和操作该书写系统。该用户界面不但有很清晰的界面，同时还有语音提示。

对于书法机器人系统来说，书法字库的建立是一项十分关键的软件工作，它直接影响着机器人书写的质量。中国的常用汉字有近10000余个，在建立字库时，不可能对每一个字，每一个字体单独编程，否则将既浪费时间，又浪费人力，也是极不现实的。

为此，研究人员首先对汉字的构架进行分析和分类，将常用汉字拆分为基本笔画和基本部首，然后对每一个具体的笔画，针对不同的字体风格，编写具有标准尺寸的机器人书写笔画程序，并作为一个笔画类模块或子程序存储。该笔画类模块或子程序留有调节字体大小的参数或成员函数，以便根据不同的尺寸要求自动进行缩放。

其次，对某一字体的常用部首，根据已经编写的相应笔画程序，构建成一个个独立的部首类模块或子程序，以方便对整字的后续编程。同样，部首类模块或子程序也有调节字体大小的成员函数或参数。

最后，针对某一字体中的某一具体的汉字，通过调用已经编制完成的相应的笔画和部首类模块或子程序可以构建出该字，该字的大小仍由成员函数或参数来调整。

通过这样的编程，既可以大大减少编程的工作量，又具有组字的灵活性。若要添加新字，只需要用已知的笔画和部首进行适当的组装即可。

书法机器人系统的工作流程及功能

书法机器人系统启动后，参观者在语音的提示下，通过电脑屏幕选择要求机器人书写的内容（该内容必须是机器人书写字库中的文字）。此时，参观者可以选择不同的文字或者诗句，同一个文字又可以选择不同的字体，如：楷书，隶书，草书等。

按下“确定”后，机器人根据参观者所选择的书写字数的多少，自动确定字体的大小和版式（横排或竖排），以便能够完整，合理和美观地书写所选文字。然后，机器人根据字体的大小从笔架上选取相应型号的毛笔，并沾上墨，润笔。

同时，上纸输送系统自动上纸，将空白纸输送到书写位置。

然后，机器人模仿人的书写方法开始书写。在书写过程中的适当时候，机器人够自动完成润笔等动作。

书写完成后，机器人收笔并将毛笔放回毛笔架上，然后抓取印章，为所书作品盖章。上纸输送系统自动走纸，烘干墨迹，切纸，并将作品从出纸口送出。机器人在表演的整个过程中均为自动运行，无需其他人员的介入。

出品：科普中国

制作：超能量团队

监制：中国科学院计算机网络信息中心

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发表于 2017-01-12 00:00
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