書法機器人

　　到目前為止，中國書法藝術的傳播，繼承與發(fā)展主要是通過對前人的筆跡（通常為碑帖）進行學習和模仿來實現(xiàn)。在這種學習和模仿的過程中，面對相同的臨摹對象，由于書寫水平的高低往往因人而異，因此，臨摹出來的效果也不一樣。

　　通過分析可以發(fā)現(xiàn)，不同的字體（如楷書，行楷及魏碑等）的書寫技巧都有其固有的規(guī)律性可供遵循。在數(shù)字化技術飛速發(fā)展的今天，完全可以對書法的書寫技巧進行適當?shù)臄?shù)字化處理，將中國古老的書法藝術與能夠集中體現(xiàn)現(xiàn)代高新技術的機電一體化產品——機器人完美地結合起來，利用機器人控制毛筆的空間運動，從而實現(xiàn)機器人書寫中國書法。

　　已經(jīng)研制出來的一種書法機器人系統(tǒng)主要由以下部分組成：（1）機器人本體；（2）機器人控制器；（3）型號不同的毛筆若干支，連續(xù)打印紙，墨汁，印泥和印章等附件；（4）上紙和切紙機構；（5）機器人書寫平臺；（6）電源。

　　這種書法機器人系統(tǒng)的計算機采用了windows 98操作系統(tǒng)，主要是利用其易用性，方便普通用戶或參觀者對機器人進行操作。此外，根據(jù)系統(tǒng)的需要，編制了大量基于VB、VC、PEWIN和EXCEL的應用軟件。

　　這種書法機器人系統(tǒng)具有一個十分友好的，用VB來實現(xiàn)的用戶界面，以便參觀者，特別是中小學生參觀者能夠順利地進入和操作該書寫系統(tǒng)。該用戶界面不但有很清晰的界面，同時還有語音提示。

　　對于書法機器人系統(tǒng)來說，書法字庫的建立是一項十分關鍵的軟件工作，它直接影響著機器人書寫的質量。中國的常用漢字有近10000余個，在建立字庫時，不可能對每一個字，每一個字體單獨編程，否則將既浪費時間，又浪費人力，也是極不現(xiàn)實的。

　　為此，研究人員首先對漢字的構架進行分析和分類，將常用漢字拆分為基本筆畫和基本部首，然后對每一個具體的筆畫，針對不同的字體風格，編寫具有標準尺寸的機器人書寫筆畫程序，并作為一個筆畫類模塊或子程序存儲。該筆畫類模塊或子程序留有調節(jié)字體大小的參數(shù)或成員函數(shù)，以便根據(jù)不同的尺寸要求自動進行縮放。

　　其次，對某一字體的常用部首，根據(jù)已經(jīng)編寫的相應筆畫程序，構建成一個個獨立的部首類模塊或子程序，以方便對整字的后續(xù)編程。同樣，部首類模塊或子程序也有調節(jié)字體大小的成員函數(shù)或參數(shù)。

　　最后，針對某一字體中的某一具體的漢字，通過調用已經(jīng)編制完成的相應的筆畫和部首類模塊或子程序可以構建出該字，該字的大小仍由成員函數(shù)或參數(shù)來調整。

　　通過這樣的編程，既可以大大減少編程的工作量，又具有組字的靈活性。若要添加新字，只需要用已知的筆畫和部首進行適當?shù)慕M裝即可。

　　書法機器人系統(tǒng)的工作流程及功能如下：

　　書法機器人系統(tǒng)啟動后，參觀者在語音的提示下，通過電腦屏幕選擇要求機器人書寫的內容（該內容必須是機器人書寫字庫中的文字）。此時，參觀者可以選擇不同的文字或者詩句，同一個文字又可以選擇不同的字體，如：楷書，隸書，草書等。

　　按下“確定”后，機器人根據(jù)參觀者所選擇的書寫字數(shù)的多少，自動確定字體的大小和版式（橫排或豎排），以便能夠完整，合理和美觀地書寫所選文字。然后，機器人根據(jù)字體的大小從筆架上選取相應型號的毛筆，并沾上墨，潤筆。

　　同時，上紙輸送系統(tǒng)自動上紙，將空白紙輸送到書寫位置。

　　然后，機器人模仿人的書寫方法開始書寫。在書寫過程中的適當時候，機器人能夠自動完成潤筆等動作。

　　書寫完成后，機器人收筆并將毛筆放回毛筆架上，然后抓取印章，為所書作品蓋章。上紙輸送系統(tǒng)自動走紙，烘干墨跡，切紙，并將作品從出紙口送出。機器人在表演的整個過程中均為自動運行，無需其他人員的介入。

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