专访瑞士 Verity Studios:表演型迷你无人机未来愈发大放异彩

2017-06-28 08:59:00 钛媒体 分享
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  来源:钛媒体 | 原标题:对话 Verity Studios:无人机如何奏出张艺谋想要的飞天舞

 

张艺谋导演的演出中无人机表演部分视频

  在张艺谋的最新概念演出作品《对话·寓言2047》中,我们看到了一种极端形而下的形式主义,这位中国当代最著名也是争议最多的导演试图向观众展示人们在技术中的困境和冲突。

  然而,遗憾的是,这样一个高度概念性的内核最终呈现出来的却只是极端形式化和肤浅的表现形式。

  和尚在激光幕墙中寻找出路,京剧经典曲目《三岔口》和 iPad 群舞显然是在说明现代人的自我身份认同和迷失,而皮影戏和机械臂舞蹈的结合则更加直白地想向观众说明,在后工业时代里人人都如傀儡一般。

  碗碗腔与全息舞蹈、唢呐与现代舞、织布机和动态 LED 灯与现代舞在,这些表演节目无一例外都迫切地营造一种传统和现代之间的紧张对立和焦虑。整个作品的理念传达都是建立在一种毫不掩饰地诉诸观众的冲突基础上的,而这种冲突本身并不是通过表演内容传达的,而更像是通过强烈而粗暴的形式感呈现的。

笙乐表演和无人机结合取得了惊人的表演效果

  在这出作品中,唯一一个没有可以制造形式冲突的表演是笙乐吹奏和80架无人机共同组成的表演,在这个由吴彤、郑杨、陈人杰三位古乐表演者和无人机团队完成的演出中。我们注意到,无人机所代表的现代技术和笙乐代表的传统文化之间并没有呈现出其他节目刻意透露出的冲突感,两者之间更像是天然互补与融合的浑然整体。

  在笙乐向观众传达情绪意向的同时,无人机则从空间和视觉上极大地丰富开拓了观众的想象力与审美,80架可以变化颜色的无人机,随着笙乐的旋律节奏按照编写的既定程序完成了完美的编排表演,内容和形式感之间达到了高度的统一。

拉菲罗·安德烈教授在学术和商业两个领域都成绩斐然

  事实上,这是整场演出中获得观众惊叹最多、掌声最热烈的节目。无人机团队来自于瑞士的 Verity Studios,去年底他们在钛媒体年度盛典上首次在华亮相,也正是这次首秀被张艺谋团队看中。它的创始人拉菲罗·安德烈(Raffaello D'Andrea)曾经帮助康奈尔大学的机器人团队获得了四次机器人世界杯大赛的冠军,他作为联合创始人创办的 Kiva Systems 也被 Amazon 收购。

  在35岁的时候,他就拿到了美国政府颁给青年科学家的最高荣誉——美国青年科学家与工程师总统奖(Presidential Early Career Award for Scientists and Engineers,PECASE),在2015年,安德烈教授获得了被誉为机械人领域最高奖项的恩格尔伯格机器技术奖(Engelberger Robotics Award),在去年,他还获得了 IEEE 的机器人和自动化大奖。

  在2007年成为苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)动力系统和控制专业的教授后,安德烈就开始把精力和注意力投入到了机器人和自动化控制的基础性研究之中,为此他在学院还创立了飞行机器领域(Flying Machine Arena,FMA)来进行自动化飞行的研究。

FMA 实验室

  在这个长宽高都达10米的实验室里,不仅有高精度的动作捕捉系统、无线控制网络,还包括了执行评估和控制的算法软件。这套动作捕捉系统能够以每秒200帧以上的速率同时对多物体进行定位,而飞行器在该实验室内的速度高达10米每秒,也就是说,两张连续的捕捉图之间,物体的位移速度只有5厘米。

  这些信息同其他系统动力学的数据、模型结合起来,便能预测飞行器的状态。这样,这套系统就能决定飞行器在完成既有动作进行的下一步动作是什么,之后,通过无线网络,这套系统就能在向飞行器上的机载电脑、加速计还有速率陀螺仪发送并执行指令。

在收购 Kiva Systems 后,Amazon 打造出了世界上最庞大的仓库机器人集群

  在成为教授的同年,安德烈担任了 Kiva Systems 的首席技术顾问,他主要负责系统架构、机器人设计及控制算法等。Kiva 的机器人产品共有两种,最小的只有不到31厘米高,负载量超过453千克,较大的一款可以运载的重量则是它的三倍以上。两款机器人最大速度达到1.3米每秒。这些机器人最大的限制在于其电池续航,每使用五分钟就要充电一小时。

  到了2012年,Amazon 以7.75亿美元的价格收购了 Kiva Systems,截至2016年年中时,Amazon 全球仓库里的机器人已经超过了30000台。

  而安德烈教授则在2014年与人一起创办了 Verity Studios,将其在机械动力和自动化控制领域的研究全都投入到了无人机的娱乐应用上。

  Verity Studios 共开发了两款系统 Synthetic Swarm 和 Stage Flyers。两者最大的区别在于,前者的重量仅有独傲50克,而后者则超过1000克,前者电池续航较后者相差大约一分钟,尽管 Stage Flyers 最多也只能持续飞行5分钟。

Verity Studios 的 Synthetic Swarm 表演效果示意图

Synthetic Swarm 在国家大剧院舞台上的实际效果

  Synthetic Swarm 使用了自操纵无人机 Lucie,每台 Lucie 上都有一只可编程的 RGB 灯,其动作和灯光效果都可以根据演出控制来进行精确的编排。一套 Synthetic Swarm 系统包括 Lucie 无人机、一个定位系统、一套机架控制单元和无人机充电站。

  无人机飞行尤其是室内表演中最引人关注的担忧之一便是安全,为了解决这一问题,Verity Studios 将每台 Stage Flyer 都设计成冗余架构的,即使电池、马达、连接器、螺旋桨乃至感应器任何组件发生故障,都能保证无人机即使做出安全响应。每台 Stage Flyer 不仅可以进行外饰设计,还配有一只 LED 灯,这使得它能够呈现出更加丰富的舞台效果。

Verity Studios 的无人机在百老汇剧院里大放异彩

  早在国家大剧院和张艺谋导演合作进行此次演出前,Verity Studios 的无人机就已经在百老汇的剧院里初试啼声,与太阳马戏团合作在其作品《情》(Paramour)中进行表演。在剧作的近400场公演中,Stage Flyers 无人机共执行了超过7000次的起飞、飞行及降落操作。

  每场演出的观众最多超过了2万人,得益于 Stage Flyers 的安全冗余设计,不仅没有发生一起安全事故,甚至连安全网都没有使用。

  这次是 Verity Studios 第一次来到中国在公开场合进行表演,而这样的机会会随着室内舞台在国内演艺市场中的蓬勃发展越来越多。

  在演出当天,整个国家大剧院人山人海,在演出过程中,有观众罔顾规定拍照,在节目谢幕时观众一边懵懂地讨论着晦涩的内容一边兴奋地打开调低亮度的手机。这场表演最后的高潮伴随着张艺谋导演的谢幕到来,台下爆发出了汹涌的鼓掌和欢呼。

  曲终人散之后,我们在后台见到了负责这次合作表演的比尔·凯斯(Bill Keays),他兴奋异常。听到满场观众热忱鼓掌欢呼的那一刻,他终于确定了,整个团队一直以来的付出获得了最甜美的回报。

  在演出之后,钛媒体记者采访了Verity Studios 创意项目经理比尔·凯斯(Bill Keays),以及Verity Studios 创始人兼 CEO拉菲罗·安德烈(Raffaello D'Andrea)教授。

  钛媒体:你们会把这些无人机作为一项服务外包出去吗?

  比尔·凯斯:还不确定,但很有可能,它们就像是演员一样。

  也有可能客户会要求“我要上次你们在 TED 演讲上的那套无人机表演”,这是因为他们对无人机的表演能力与技术不够了解。 所以当时我和拉菲罗决定做 Sparked 这个短片,让更多人知道无人机表演还能做什么。

  很多人看到短片之后就说,我要这样的效果,那个短片也促成了我们和百老汇《情》(Paramour)的合作。很可能下次还会有客户要求我们提供《2047》这样的表演,但我们肯定会按照具体情况重新设计。

  钛媒体:张艺谋团队是怎么找到你们的,你们为什么同意和他合作?

  比尔·凯斯:对我们来说,能在国家大剧院演出,我们感到很幸运。国家大剧院和我们之前商演的场所不一样,它在中国的地位是很高的。这也是我们第一次在大剧院这样的场合演出。这个机会对我们来说也很难得。当然,这项任务也很复杂,我们要和很多团队配合,场地对我们来说也有很多限制。

  钛媒体:为什么你们想研究表演型无人机?

  比尔·凯斯:我可以从两个角度回答这个问题。

  首先,拉菲罗他本人很看重无人机的艺术价值。在苏黎世理工大学,他的工作室常常有人参观,他做出来的无人机不仅精密,他本人也很重视作品的美感。从我个人的角度来说, 我曾在太阳马戏团工作10年,我负责他们的工程技术(tech scout),我的工作就是为太阳马戏团寻找各种各样的新技术,拓展新的表演形式,也做活动,也做装置艺术。

  所以当我遇到拉菲罗的时候,我们一拍即合。当然,我们现在还处在很初级的阶段,以后无人机会变得更智能,还有很大的发展空间。

  钛媒体:为这场演出准备了多久?

  比尔·凯斯:一般来说,我们会花12周的时间为一个演出设计无人机。有的项目可能我们提前1年就开始接洽了,但真正的制作往往是演出前1个月开始,因为大多数表演到很后面才会定。

  《2047》这场,我们花了2个月的时间接洽、设计无人机。具体来说,我们3月份开始投入人力在这场演出上。这个演出吸引我们的一点就是,它是中国传统艺术和最先进的高科技的结合。它们融合在一起,我个人觉得效果很好。

  而且那段笙的音乐,我个人感觉就像电影配乐,很有故事情节,有高潮,也有比较低缓的部分,和我们无人机配合得很好。

  钛媒体:无人机的制造成本是多少?

  比尔·凯斯:我无法给你一个具体的数字。

  作为初创公司,我们的研发投入很高。今年下半年,我们会推出一套包含32架无人机的系统(无人机+全套操作系统), 造价15万瑞士法郎左右(超过一百万元人民币)。我们提供的更偏向是一整套服务,包括演出前的设计、编舞、现场调试、操控、正式表演等。

  钛媒体:这些无人机都是在哪制造的?

  比尔·凯斯:都是在苏黎世,我们自己做的。我们自己设计、自己编码、自己组装。最重要的是算法,这也是我们研究中最重要的一部分。其中,定位系统是我们这次表演中的关键。

  无人机群有很多控制的方法,最常见的一种是动作捕捉系统(motion capture system),就是电影 CGI 中用的办法,这样,每架无人机上都有一个标识,动作剥啄系统可以看到它们的方位,以此来控制它们。这也是拉菲罗实验室里无人机实验用的系统。

  但在现场演出中,这个方法不适用。现场演出的情况很复杂,如果只用一台电脑控制整个无人机群,风险很大。一旦系统宕机,或是电脑出了问题,无人机就会掉下来。所以这次,我们用的是类似 GPS 的定位系统,就像我们每个人通过 GPS 导航知道自己在哪一样,每架无人机都知道自己的位置。

  这些位置都是我们提前编好加载好的。也就是说,每架无人机都和控制系统一对一沟通,它们不知道哪里是左哪里是右,但电脑发出指令后,它们知道什么时候到什么位置上去。

  这样一来,80架无人机就可以同时行动,它们不需要知道别的无人机在哪,只需按照系统指令,定点定时到指定的位置上就可以。如果电脑宕机,或是信号意外断了,它们也会按照已设计好的系统模式缓缓自行降落。

  这么做的好处就是,我们可以同时控制80、200甚至500架无人机,只要空间够大,数量都不是问题。当然,我们会保证每架无人机之间有足够的安全距离。此外,我们这次设计了冗余系统,每架无人机上都有2套系统(2套定位系统,2套交流系统),以保证其安全。

  我们公司的特别之处在于,我们的无人机系统是目前业内唯一一种完全为了室内无人机表演而设计的。

  钛媒体:你们有自己的艺术指导吗?怎么在内容形式上掌握更多主动权?

  比尔·凯斯:看情况。如果客户已经有了完整的创意,那我们就跟着他们走。但他们还没有太完整的概念,我们也会参与他们的设计过程。但总的来说,我们和客户都会在创意设计上有团队合作。

  在《2047》上,他们先给我们那段笙乐,我们再根据它去编排无人机的“编舞”。而且,我们也要让对方知道,无人机能做什么,哪些动作在大剧院那样的场地是不能实现的。保持沟通十分重要,特别是无人机是一种全新的表演形式,很多人对它们不了解。

  当然,这也是我们的工作很有意思的地方,它是科技与艺术真正的结合。

  我们是科技公司,是工程师,但我们也是艺术家,有时要用工程师的思维思考如何实现某种艺术效果,同时也要用艺术家的思维思考怎样的表演形式最能吸引观众。Verity Studio 的成员们对此都很骄傲,我也经常提醒他们,他们所做的事情是很独特很有意义的,做出来的东西都是艺术品。

  我们也经常让员工轮流出差,这样他们都有机会获得一手实战经验,而不是闷在实验室做研究。大部分员工是工程背景,但也有一部分是艺术、演出背景,比如我自己。当然,随着公司发展,以后我们也会招聘更多产品能手。

  钛媒体:中国市场在你们的业务中扮演什么角色?

  比尔·凯斯:中国市场很重要,人口基数大,经济发展经济快,科技发展快,还有很深厚的文化艺术积淀。虽然我们在和中国团队合作的时候有一下语言文化上的障碍,但是我们会克服的。而且从某种角度来说,这里的人在创意方面更具冒险精神 (creatively adventurous),可能是因为经济发展影响的。

  这对我们来说是好事。特别是《2047》,这是一次有趣的实验。和欧洲剧场已经那么成熟系统相比,这里比较不成熟,也意味着有更多机会。

  钛媒体:你最初为什么会对无人机感兴趣?

  拉菲罗·安德烈:从我记事开始,我就对让机器动起来尤其是制造机器人兴趣颇深了,我一直都觉得飞行是一场奇妙的事情。而且,我小时候就经常做白日梦,梦见自己可以飞起来。无人机就是把这两种事情自然而然的结合。

  钛媒体:和包括运输、拍摄等无人机应用相比,无人机表演最大的不同在哪里?

  拉菲罗·安德烈:它需要创造性及艺术性的成分,这是更难的地方。我认为,无人机的工业应用并不需要这些。而另一方面,一旦我们做出了极具创意的决定后,剩下的部分就轻而易举,只要跟着预设好的脚本做就好了。

  钛媒体:你如何评价张艺谋导演和《对话·寓言2047》这部作品?

  拉菲罗·安德烈:在无人机表演的编排中,他们给予了我们很大的信任和自由度,我们对此深表感谢。我们得到的反馈也是极具建设性的,于是,最终我们呈现出一次不仅符合笙乐演出同时和整场作品高度契合的表演。

  钛媒体:你们花了多长时间来设计这次演出的无人机系统?其中遇到的最大困难是什么?

  拉菲罗·安德烈:一方面当然是我花了很多年时间研发的无人机表演系统,我幸运地遇到了一个极具天赋的技术团队,在他们的领域,他们就是世界上最棒的。

  在无人机编舞上,费德里科(Federico,Verity Studios 无人机编舞高级工程师)和我只是沉浸在音乐中,根据我们从音乐家的表演中感受到的情绪和整场作品的基调创造出飞行编排。接下去,直到开幕表演前,费德里科花了几周甚至数月的时间来修正编舞。

  钛媒体:无人机飞行尤其实在现场演出时需要非常高的准确度,你们是如何在不同的演出中保证这一点的?

  拉菲罗·安德烈:我们已经有了一些实践经验。我们在百老汇和太阳马戏团完成了400多场的《情》(Paramour)的演出。在技术层面,主要靠创造一个非常安全和可靠的系统,在操作层面,这个系统又需要易于使用。

  钛媒体:无人机监管可能会成为一个很大的问题,您如何解决?

  拉菲罗·安德烈:我们的目标是在监管之前发现解决问题,事实上,我们自己就已经制定了无人机的安全标准。

  钛媒体:您认为,政府监管、公司和用户在无人机发展中应该各自发挥哪些作用?

  拉菲罗·安德烈:政府要和制造商、消费者团体及行业专家一同合作,制定出清楚简明的监管措施。公司则应该将安全和可靠性当做他们的首要责任。而用户也应该清楚,他们要要担负最后的责任,一旦他们破坏规则的话,就要为此承担相应的后果。

  钛媒体:您认为无人机表演在未来的商业化发展会如何?

  拉菲罗·安德烈:无人机表演还处于萌芽期,讨论它未来影响力有多大现在还为时尚早,没人知道将来的结果会是怎样。但是,我们可以确定的事情,尖端技术现在正在我们的无人机表演和娱乐中得到应用。

  钛媒体:无人机发展在未来遭遇到的最主要挑战会是什么?

  拉菲罗·安德烈:安全和可靠性还是人们最担心的,不像机器人,一个在空中飞行的机器一旦遇到问题却没有适当的后备计划的话,那么它就相当于一个炸弹。

  钛媒体:中国的无人机初创企业大量涌现,您对它们有什么意见吗?

  拉菲罗·安德烈:每个公司都要有自己独一无二的能力,对一些公司而言,可能是制造的低成本。你总是需要在一些让你与众不同的事情上游刃有余。

  钛媒体:硬件创新对一家创业公司意味着什么?

  拉菲罗·安德烈:非常重要。那些对硬件不了解的人惯于用一套稀奇古怪的说辞来遮掩硬件的重要性,总是呶呶不休说硬件不重要而仅仅只是一件商品。他们是注定会失败的。你的强弱总是由你的最短板决定的,而硬件是一家成功的公司必然具备的能力。(本文首发钛媒体,记者/胡勇,元婕)

责编:银涛