用机器人将音乐转化为光与运动

来自滑铁卢大学的研究团队开发了一种创新系统，通过协作式机器人将音乐的情感内涵转化为动态艺术。这个尖端技术，不仅让机器人在地板上绘制色彩斑斓的光轨，还通过算法将音乐的节奏与和弦变化融入艺术创作，为艺术和技术的交汇提供了全新视角。

系统的核心由数个足球大小的轮式机器人组成，它们根据音乐的关键特征（如节奏和和弦变换）在限定区域内移动，同时拉出多彩的光轨。这些机器人在“画布”上共同绘制出情感浓烈的作品，整个过程由摄像机记录，最终呈现出一幅音乐驱动的“光影画”。滑铁卢大学电气与计算机工程系教授Gennaro Notomista表示：“我们为一群机器人编程，让它们基于音乐输入完成绘画。最终结果是一个融合音乐感知与多机器人协同的艺术系统，能够自适应地用视觉表达音乐情感。”

每一处光轨都是情感的具象化。颜色、亮度、线条宽度以及机器人在画布上的位置、运动速度，都直接映射出音乐的情绪特征。系统还加入了人类操作的交互功能，用户可以调整光轨的宽度及其布局，与机器人共同完成创作。Notomista补充道：“我们设想的是人机协作的新模式，机器人完成基础创作，人类则为其增添细腻的情感表达。”

这一创新的首要挑战是开发一种算法，能够在限定空间内精确控制并协调多台机器人运动。研究团队测试了多达12台机器人的协作，证明系统具有相当高的扩展潜力。同时，他们构建了能提取和分析音乐情感特征的技术框架，将其转化为合适的光轨表达。

研究团队认为，这项技术的潜能远不止于艺术创作。在需要控制及协调多机器人协同操作的场景中，如环境监控、精准农业、搜救任务及行星探索等领域，该算法和技术框架同样具备适用性。

此外，该项目也呼应了滑铁卢大学的“全球未来”倡议，探索新兴科技如何深刻影响社会、文化与人类体验。

未来，Notomista计划邀请专业画家与音乐家参与实验，进一步研究这一工具的实际应用场景，并筹备公开展览，以展示这一独特的艺术形式。他表示：“我们希望看到这一工具在艺术实践中释放出更多潜能，打破传统艺术与科技的界限。”

关于该系统的论文《音乐驱动的机器人群体绘画》（Music-driven Robot Swarm Painting），由Gennaro Notomista与滑铁卢大学前研究生Jingde Cheng共同撰写，并在2025年IEEE国际先进机器人及其社会影响会议（IEEE International Conference on Advanced Robotics and its Social Impacts）上正式发表。

这一跨学科项目不仅为艺术创作注入科技灵感，也成为多机器人协作领域的重要突破，为未来应用打开了无限可能的想象空间。