民族舞機器人的設(shè)計研究

陳延利，卓 嘎，陸慧博，頓 珠（西藏大學(xué)工學(xué)院電子信息系，西藏 拉薩　850000）

民族舞機器人的設(shè)計研究

陳延利，卓 嘎，陸慧博，頓 珠
（西藏大學(xué)工學(xué)院電子信息系，西藏 拉薩850000）

隨著大眾思想的解放與新媒體信息技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)藝術(shù)的傳承與發(fā)展方式出現(xiàn)了新的機遇。受新媒體信息技術(shù)的影響，西藏傳統(tǒng)藝術(shù)正逐漸通過數(shù)字廣播、移動電視、網(wǎng)絡(luò)、桌面視窗、數(shù)字電視、數(shù)字電影等這些新媒體形態(tài)來得以更有效的傳承和發(fā)展。論文以獨具西藏傳統(tǒng)藝術(shù)特色的科技作品--民族舞機器人為例，論證西藏傳統(tǒng)藝術(shù)在新媒體信息技術(shù)下的傳承與發(fā)展的可行性，從而得出新媒體信息技術(shù)背景下西藏傳統(tǒng)藝術(shù)可以得到更好的傳承與發(fā)展。

機器人；傳統(tǒng)藝術(shù)；傳承與發(fā)展

在新媒體信息技術(shù)［3］發(fā)達(dá)的今天，一方面，大眾通過這些新媒體平臺了解、接受傳統(tǒng)藝術(shù)；另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)藝術(shù)借助新媒體平臺得以更大程度的普及。這種傳統(tǒng)藝術(shù)通過新媒體信息技術(shù)下得到廣泛的傳播，并向大眾普及的方式獲得了較高滿意度的使用后評價。

新媒體信息技術(shù)是年輕人喜歡的方式，利用新媒體信息技術(shù)介紹和包裝民族傳統(tǒng)藝術(shù)不失為一種可以借鑒的方式，從目前利用新媒體信息技術(shù)傳承傳統(tǒng)藝術(shù)的成功個案來看，這些都說明傳統(tǒng)藝術(shù)的新穎表現(xiàn)手法能夠融入到目前的社會發(fā)展當(dāng)中，更能引起年輕人的共鳴。年輕人是祖國發(fā)展的接班人，傳統(tǒng)藝術(shù)只有被年輕人接受才能更好的傳承與保護，而對于西藏傳統(tǒng)藝術(shù)的傳承與發(fā)展而言，更是如此。目前中國正處于新媒體爆炸式發(fā)展的時期，新媒體表現(xiàn)手法是最可以影響到青年人的藝術(shù)形式，如果我們能夠把這兩者結(jié)合好，可以在一定程度上解決藏戲、藏式建筑、藏式音樂、藏式繪畫等西藏傳統(tǒng)藝術(shù)文化的受眾危機。下面以具有西藏傳統(tǒng)藝術(shù)特色的民族舞機器人為例對新嫖體信息技術(shù)下西藏傳統(tǒng)藝術(shù)的傳承與發(fā)展的可行性進(jìn)行說明［3］。

1　民族舞機器人的必要性

西藏具有悠久燦爛的傳統(tǒng)文化，特別是具有藏民族特色的鍋莊舞和藏族歌曲。在西藏不管是喝酒還是工作都少不了歌聲，而且鍋莊舞更是藏族人們生活中不可或缺的藝術(shù)奇葩。當(dāng)藏族同胞利用“阿嘎土”修建房屋時，修建人員在歌舞的節(jié)奏中，一邊修房子，一邊跳“阿嘎舞”。這些數(shù)不盡的民族瑰寶經(jīng)過一代代的傳承和發(fā)展，才有了今天的繁榮。但現(xiàn)在有些珍貴的民間文化遺產(chǎn)面臨著失傳的危機，而西藏民間舞蹈的發(fā)展很大程度上必須以要民間厚重的歷史文化根源作為發(fā)展的主要基礎(chǔ)。

新媒體信息技術(shù)背景下，傳統(tǒng)民族藝術(shù)迎來了發(fā)展和大好機遇。基于新媒體信息技術(shù)，可以讓更多的人認(rèn)識、熟悉甚至喜愛民族傳統(tǒng)藝術(shù)，并將這些傳統(tǒng)藝術(shù)以科技產(chǎn)品的形式走向世界各地。

用民族舞蹈的智能機器人，模仿西藏鍋莊舞等傳統(tǒng)民族歌舞，具有很好的現(xiàn)實意義。并可作為青少年的玩具和旅游紀(jì)念品，進(jìn)行推廣。這在很大程度上對傳統(tǒng)藝術(shù)進(jìn)行了宣傳，是對西藏傳統(tǒng)藝術(shù)的傳承與發(fā)展的舉動。

2　民族舞機器人的實現(xiàn)

民族舞機器人硬件物體如圖1。

圖1　民族舞機器人硬件構(gòu)成框圖

SPCE061A的PCB板圖大小由下表1所示。

表1　SPCE061A的PCB板圖大小

民族舞機器人［1］以SPCE061A［2］單片機主控板為核心，通過各個電路模塊完成相應(yīng)功能。其中，蓄電池為整個作品提供運轉(zhuǎn)能量，電源轉(zhuǎn)換電路對蓄電池提供的電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以滿足主控板等電路模塊的實際用電標(biāo)準(zhǔn)；語音控制電路和按鍵控制電路是為實現(xiàn)兩種機器人控制方式而設(shè)計的；語音存儲電路用來存儲相關(guān)語音資源；語音播放通過語音功放電路和揚聲器來實現(xiàn)；做出的各種舞蹈動作則通過電機驅(qū)動電路控制鑲嵌到機器人各個部位的電機實現(xiàn)；LCD顯示電路［2］用來同步顯示舞蹈、歌曲等相關(guān)信息。

主控制器方面，現(xiàn)在市場上有很多16位或32位的單片機可供選擇，比如凌陽的SPCE061單片機，它具有強大的語音處理功能，對于本項目的語音控制和音樂播放完全可以實現(xiàn)。

對于機器人舞蹈功能，我們可以先進(jìn)行機械設(shè)計，在一個模擬的藏族同胞機器人頭部、四肢等部位巧妙布置電機，然后通過復(fù)雜的軟件程序，控制機器人頭部、四肢等部位進(jìn)行鍋莊、阿嘎等舞蹈的基本動作。雖然代碼量很大，但不存在技術(shù)問題。

對于藏語播放方面，可以請藏語播音方面的同學(xué)錄制相關(guān)藏語歌曲，并嚴(yán)格審定，然后通過語音壓縮算法將其存儲到專用語音存儲芯片中，最后通過語音或按鍵控制的形式將其播放出來。

LCD同步顯示方面，現(xiàn)在市場上液晶顯示技術(shù)已經(jīng)很成熟，多種液晶顯示芯片都能實現(xiàn)漢、藏、英多語刻字顯示功能，如SPLC501液晶芯片，通過DM工具進(jìn)行藏語刻字，然后將需顯示的文字存入存儲芯片中，使用時調(diào)用即可。

3　民族舞機器人部分軟、硬件設(shè)計

3.1軟件部分的需求分析

主控制器方面，現(xiàn)在市場上有很多16位或32位的單片機可供選擇，比如凌陽的SPCE061單片機，它具有強大的語音處理功能，對于本項目的語音控制和音樂播放完全可以實現(xiàn)。

圖2　機器人的顯示屏信息

對于機器人舞蹈功能，我們可以先進(jìn)行機械設(shè)計，在一個模擬的藏族同胞機器人頭部、四肢等部位巧妙布置電機，然后通過復(fù)雜的軟件程序，控制機器人頭部、四肢等部位進(jìn)行鍋莊、阿嘎等舞蹈的基本動作。雖然代碼量很大，但不存在技術(shù)問題。

對于藏語播放方面，可以請藏語播音方面的同學(xué)錄制相關(guān)藏語歌曲，并嚴(yán)格審定，然后通過語音壓縮算法將其存儲到專用語音存儲芯片中，最后通過語音或按鍵控制的形式將其播放出來。

LCD同步顯示方面，現(xiàn)在市場上液晶顯示技術(shù)已經(jīng)很成熟，多種液晶顯示芯片都能實現(xiàn)漢、藏、英多語刻字顯示功能，如SPLC501液晶芯片，通過DM工具進(jìn)行藏語刻字，然后將需顯示的文字存入存儲芯片中，使用時調(diào)用即可。

3.2主程序流程框圖

主程序流程框圖如圖3所示，主要部分是一個封閉的循環(huán)，系統(tǒng)不斷查詢是否有按鍵按下。程序開始先對機器人進(jìn)行初始化，設(shè)置機器人的相關(guān)屬性；其次對按鍵、液晶、SPR4096進(jìn)行初始化，以便后面程序的使用。當(dāng)用戶按下按鍵的時候，系統(tǒng)通過程序判斷程序按下的鍵值，然后做出不同的相應(yīng)，比如，跳“阿嘎舞”、“草原鍋莊”等，同時播放相應(yīng)的音樂。當(dāng)“跳完舞”之后，程序清狗，等待下一個鍵值的到來。

圖3　主流程框圖

3.3語音播報電路

利用十六位單片機SPCE061A的語音特色，當(dāng)按鍵按下時，播報相對應(yīng)的語音，語音播報電路圖如圖4所示，其核心是采用了音頻放大芯片SPY0030。

圖4　語音播報電路圖

4　民族舞機器人性能測試

圖5為民族舞機器人模型［1］，有比較鮮明的民族特色，整個機器人是在原有機器人的基礎(chǔ)上加入主控芯片和液晶模組，因此不影響原始的機器的大小，仍然具有攜帶方便的特點。下面就性能測試進(jìn)行說明。

圖5　民族舞機器人模型

1）主控板消耗電流測試

當(dāng)系統(tǒng)工作在正常放電模式，測試主控板消耗電流（注意，主控板工作電壓為DC3.3V），最終測試結(jié)果：主控板消耗電流為36.76 mA。

2）內(nèi)部語音放大電路消耗電流測試

內(nèi)部語音采用專用的放大電路進(jìn)行對單片機輸出的語音信號進(jìn)行放大。輸出為兩路語音信號。播放語音時消耗電流為398.2 mA。

3）語音選擇模塊消耗電流測試

語音選擇模塊用于對不同的語音資源的讀取進(jìn)行自動切換。當(dāng)兩繼電器同時工作時消耗電流為118.7 mA。

從以上的性能分析，可以看出，民族舞機機器人耗電量小，使用方便。既可以模仿西藏傳統(tǒng)的歌舞表演，具有一定的觀賞性，也可以作為西藏的旅游禮品和玩具。

5　結(jié)　論

論文以新媒體信息技術(shù)作為西藏傳統(tǒng)藝術(shù)的傳承與發(fā)展的基礎(chǔ)，借助于新媒體信息技術(shù)，通過民族舞機器人的制作，開拓了西藏傳統(tǒng)藝術(shù)傳承與發(fā)展的一個思路，文中就技術(shù)和應(yīng)用兩個方面進(jìn)行論述，得出民族舞機器人作為西藏傳統(tǒng)藝術(shù)傳承與發(fā)展的有效手段，在技術(shù)上和市場上都是可行的。

［1］李慧，弓亞超.語言識別機器人控制系統(tǒng)設(shè)計［J］.科技廣場2008（7）:206-207.

［2］袁作友、唐伶俐.新型16位單片機在嵌入式語音系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.實驗科學(xué)與技術(shù)，2004（2）:22-24，40.

［3］卓么措，張詩亞.藏傳佛教藝術(shù)傳承中信息技術(shù)應(yīng)用的價值定位研究——以熱貢唐卡為例［D］.重慶：西南大學(xué)，2011.

［4］王化祥，張淑英.傳感器原理及應(yīng)用［M］.天津：天津大學(xué)出版社，2007.

［5］康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分［M］.5版.北京：高等教育出版社，2006.

［6］董尚斌.電子線路［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2006.

Study on design of national dance robot

CHEN Yan-li，ZHUO Ga，LU Hui-bo，DUN Zhu
（Department of Electronic and Information，School of Engineer，Tibet University，Lhasa 850000，China）

With the development of information technology and new media Liberation of public thought，inheritance and development of traditional art of the emergence of new opportunities.Affected by the new media，information technology，traditional Tibetan art is gradually coming to be more effective through inheritance and development of digital broadcasting，mobile TV，network，desktop Windows，digital television，digital cinema and other new media forms.Thesis to the unique characteristics of traditional Tibetan art technology works-dance robot，for example，demonstrate the feasibility of the inheritance and development of traditional Tibetan art in information technology under the new media，so as to arrive in the new media IT background traditional Tibetan art can be better inheritance and development.

information technology；new media；traditional art；inheritance and development

TN99

A

1674－6236（2016）11-0105-03

2015-05-28稿件編號：201505249

西藏自治區(qū)哲學(xué)社會主義課題（14BXW001）

陳延利（1981—），女，河南汝州人，副教授。研究方向：信息安全、應(yīng)急通訊。