沈慶平 劉長(zhǎng)榮 何內(nèi)文

[摘要]介紹亞洲文化嘉年華大型綜藝晚會(huì)中機(jī)器孔雀的藝術(shù)創(chuàng)意，以及機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)，說明藝術(shù)與技術(shù)融合的新思路。

[關(guān)鍵詞]亞洲文化嘉年華;演藝裝置;藝術(shù)創(chuàng)意;機(jī)器孔雀;機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu);控制系統(tǒng)

文章編號(hào)：10.3969/j.issn.1674-8239.2019.07.002

2019年5月15日，作為亞洲文明對(duì)話大會(huì)的重要活動(dòng)之一的亞洲文化嘉年華大型綜藝晚會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“晚會(huì)”）在北京鳥巢國家體育場(chǎng)隆重呈獻(xiàn)，《吉祥吉祥》節(jié)目中9只靈動(dòng)的大型機(jī)器孔雀與舞蹈演員默契的藝術(shù)表演為晚會(huì)增光添彩（見圖1），色彩斑斕的孔雀開屏博得觀眾熱烈的掌聲，將演出推向高潮。

大型機(jī)器孔雀取得巨大成功的背后蘊(yùn)含了藝術(shù)與技術(shù)的高度融合，并催生了新時(shí)期演藝裝置向智能化發(fā)展的創(chuàng)新思路。

機(jī)器孔雀是一種表演機(jī)器人，屬演藝裝置。演藝裝置的技術(shù)主要由機(jī)電系統(tǒng)組成，并隨著機(jī)器人行業(yè)成熟技術(shù)的應(yīng)用，智能化程度不斷提高。表演機(jī)器人與機(jī)器人行業(yè)的工業(yè)機(jī)器人有很大的不同。

表演機(jī)器人在藝術(shù)形象上需要具有靈性的具象造型（如孔雀、天鵝等生物形象），不局限于“人”的概念，可以利用高科技手段賦予其生命的靈動(dòng)。表演機(jī)器人更注重表演的藝術(shù)性，不需要工業(yè)機(jī)器人的高精度。因此，表演機(jī)器人是演藝與工業(yè)機(jī)器人融合的新生產(chǎn)物，是演藝表演的創(chuàng)新思路應(yīng)用。

1機(jī)器孔雀的藝術(shù)創(chuàng)意

孔雀是吉祥、美麗的象征，在舞臺(tái)上的呈現(xiàn)需要抽象化、藝術(shù)化（見圖2）。

晚會(huì)上呈現(xiàn)的機(jī)器孔雀有1大8小共9只，大孔雀開屏后寬度達(dá)10.5m，小孔雀開屏后寬度達(dá)9m。

孔雀造型的設(shè)計(jì)由固定部分和運(yùn)動(dòng)部分組成。

固定部分為孔雀身體及背板羽毛造型，孔雀身體部分設(shè)計(jì)成船型臺(tái)車，由圍板和后背板組成，圍板和后背板裝飾為放射性金色花紋，在白光照耀下更顯金光璀璨（見圖3）。

運(yùn)動(dòng)部分為孔雀尾部的運(yùn)動(dòng)，孔雀尾部裝有35根孔雀翎（見圖4），通過伺服驅(qū)動(dòng)使尾部可豎起和放下，展開與合攏。當(dāng)孔雀開屏?xí)r，孔雀翎可前后抖動(dòng)。孔雀翎設(shè)計(jì)為白色，在彩光的照射下，色彩斑斕，美輪美奐。

孔雀頭部設(shè)計(jì)為舞蹈演員表演的位置，舞蹈演員的舞姿與裝置造型合一的亦真亦幻，充分展現(xiàn)了藝術(shù)的表現(xiàn)力。

2機(jī)器孔雀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)及燈光系統(tǒng)

2.1機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

孔雀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由孔雀翎“豎起”與“放下”運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、“展開”與“合攏”運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、孔雀行走運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。

孔雀翎“豎起”與“放下”運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由一臺(tái)DC 48V伺服電機(jī)與大速比行星減速機(jī)驅(qū)動(dòng)組成，整個(gè)運(yùn)行過程在最高速度下只需5s，可大比例調(diào)速。

孔雀翎“展開”與“合攏”運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)類似折扇的結(jié)構(gòu)，只是折扇是從一端向另一端“展開”與“合攏”，而孔雀翎是從中間向兩端“展開”與“合攏”，兩者的相同點(diǎn)是合攏時(shí)均為折疊狀態(tài)。尾翎由11片尾翎支架組成，其中，中間一片尾翎支架可插5根尾翎，為固定狀態(tài);支架剩余10片尾翎支架分左右各5片，每片可插3根尾翎，共30根尾翎，呈疊起狀態(tài)，分別向兩端“展開”與向中間“合攏”，如圖5所示。

尾翎“展開”與“合攏”運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)地需一臺(tái)DC 48V伺服電機(jī)與大速比行星減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制巧妙、簡(jiǎn)單，整個(gè)運(yùn)行過程在最高速度下只需10s，可大比例調(diào)速。

當(dāng)孔雀開屏?xí)r，孔雀翎可作前后抖動(dòng)，抖動(dòng)的幅度、頻率和時(shí)間都可通過軟件進(jìn)行設(shè)置。

孔雀行走運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由四組膠輪支撐，前兩組為萬向輪，后兩組為固定輪。為防止在表演中滑動(dòng)，設(shè)計(jì)了快速固定支撐機(jī)構(gòu)，確保演出中的孔雀穩(wěn)定，保證演員的安全。

2.2特效裝置

孔雀翎上鑲嵌18只高亮度綠色激光器，并配置了大功率煙霧機(jī)和風(fēng)機(jī)。18只激光器發(fā)出的激光束穿過煙霧并向周邊發(fā)散，留下18道綠色光束，并隨著孔雀翎的抖動(dòng)而呈現(xiàn)出閃爍的光效。

孔雀翎上的全部翎眼均裝有白色LED燈，作為翎眼邊界多層次背光照明，極好地突出了翎眼的效果。

2.3控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由可編程控制器（PLC）、數(shù)字伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)、無線遙控等部分組成，采用蓄電池供電。

機(jī)器孔雀采用無線遙控等多種操作方式的聯(lián)合控制運(yùn)行，通過運(yùn)行PLC的高精度定時(shí)器，同時(shí)啟動(dòng)多臺(tái)機(jī)器孔雀運(yùn)動(dòng)，保證系統(tǒng)的同步性及安全可靠運(yùn)行。9套機(jī)器孔雀的演出程序均不相同，各自獨(dú)立執(zhí)行孔雀翎的豎起與放下、開屏與收攏、煙霧加熱與噴煙、風(fēng)機(jī)開啟、激光啟閉、孔雀翎LED燈啟閉等動(dòng)作，既可以獨(dú)立表演，也可統(tǒng)一調(diào)度控制融于整體演出。

演出時(shí)，9套機(jī)器孔雀的動(dòng)作必須與音樂節(jié)拍保持高度一致，有同時(shí)同步動(dòng)作，又有分時(shí)動(dòng)作，相互配合完成一組連貫的、變化多端的表演。

機(jī)器孔雀的控制系統(tǒng)要求不高，動(dòng)作也不復(fù)雜，但其關(guān)鍵技術(shù)在于，為達(dá)到這種高端大型演出高可靠性的要求，需要控制系統(tǒng)的可靠冗余度、故障檢測(cè)和快速處理能力更加智能化。

3從機(jī)器孔雀的啟示中得到的衍生與發(fā)展

機(jī)器孔雀的成功證明;創(chuàng)新思路可以為演藝裝置帶來新的生機(jī)。智能化的演藝裝置不同于舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備和演出道具，是將藝術(shù)創(chuàng)意與運(yùn)動(dòng)、效果等元素全部融合為一體，具有獨(dú)立、完整、智能化的表演體系。如上述9只機(jī)器孔雀與9名美麗精湛的舞蹈演員的完美演繹，動(dòng)感十足的孔雀開屏以及燈光、激光、煙霧、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的有機(jī)配合產(chǎn)生了靈動(dòng)的效果。

現(xiàn)在正在打造新一代機(jī)器孔雀，造型的裝飾性也更強(qiáng)，智能化程度更高，仿真孔雀開屏、行走、脖頸彎曲、頭部轉(zhuǎn)動(dòng)、嘴巴開合、眼珠轉(zhuǎn)動(dòng)、眼皮的睜閉等一連貫的動(dòng)作，惟妙惟肖。

另外，新開辟了以機(jī)器天鵝為主的機(jī)械秀表演模式，推出觀演性更高、更加智能化的機(jī)器天鵝表演系列（見圖6）。這種新型的表演模式是以機(jī)械天鵝為主導(dǎo)，配合與其相關(guān)的高科技燈光秀、水秀等場(chǎng)景，配以少量演員或不用演員的一種新的表演模式，如圖7所示。機(jī)器天鵝更加智能化集中體現(xiàn)在后續(xù)研發(fā)的脖頸運(yùn)動(dòng)，為多關(guān)節(jié)三維運(yùn)動(dòng)模式，其多關(guān)節(jié)三維運(yùn)動(dòng)之間均有關(guān)聯(lián)，須經(jīng)軟件算法解耦控制，可使脖頸達(dá)到任意彎曲造型，但因天鵝脖頸細(xì)而長(zhǎng)，所以機(jī)械結(jié)構(gòu)、力的傳遞及控制算法等是機(jī)械與控制解決的重點(diǎn)與難點(diǎn)。這種模式適用于各類秀場(chǎng)、各大公園的現(xiàn)有水域場(chǎng)地的開發(fā)，主體天鵝還可以作為公園及秀場(chǎng)標(biāo)志性形象吸引觀眾駐留拍照。

4結(jié)語

從靈動(dòng)的機(jī)器孔雀在亞洲文化嘉年華演出中的反響看，演藝裝置賦予智能化，就產(chǎn)生了靈性，藝術(shù)也就產(chǎn)生了生命，使藝術(shù)與技術(shù)高度融合。因此，無論是孔雀還是天鵝或其他衍生品系列，智能化演藝裝置是撬動(dòng)演藝領(lǐng)域發(fā)展的創(chuàng)新之路，形成自己的特色，可帶來衍生發(fā)展的廣闊前景。

作者簡(jiǎn)介：

沈慶平，原總政歌舞團(tuán)國家一級(jí)舞美設(shè)計(jì)。曾任2008年第十三屆殘奧會(huì)開閉幕式舞美總設(shè)計(jì)，連續(xù)六屆雙擁晚會(huì)舞美總設(shè)計(jì)。獲第九屆國務(wù)院文化部文華獎(jiǎng)舞臺(tái)美術(shù)獎(jiǎng)，第七、八、九屆全軍文藝會(huì)演舞美設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)，多次獲“五個(gè)一”工程獎(jiǎng)，第四屆全國少數(shù)民族文藝會(huì)演最佳舞美設(shè)計(jì)獎(jiǎng)等。

劉長(zhǎng)榮，自動(dòng)控制高級(jí)工程師，資深航天、舞臺(tái)機(jī)械控制專家，全國注冊(cè)電氣工程師。曾任中國載人航天發(fā)射場(chǎng)控制系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師，2008北京奧運(yùn)會(huì)殘奧會(huì)開閉幕式舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)專家。

何內(nèi)文，舞美燈光設(shè)計(jì)師。曾任大型演出《圣水觀音》舞美統(tǒng)籌、技術(shù)總監(jiān)，北京天龍?jiān)礈厝糜嗡囆g(shù)劇院藝術(shù)團(tuán)團(tuán)長(zhǎng)。

（編輯：杜青）