人工智能書寫的專利分析和應(yīng)用

王姝

內(nèi)容摘要 隨著人工智能時(shí)代的到來(lái)，一種全新的書寫方式——人工智能書寫出現(xiàn)在人們的視野中，文章從目前公開的與人工智能書寫相關(guān)的專利入手，探討人工智能書寫的技術(shù)和應(yīng)用，探析人工智能書寫給漢字書寫領(lǐng)域帶來(lái)的改變。

關(guān)鍵詞 人工智能 書寫 專利

1 引言

隨著人工智能時(shí)代的到來(lái)，一種全新的書寫方式出現(xiàn)在人們的視野中，不同于傳統(tǒng)的人手執(zhí)筆的書寫，人工智能書寫由機(jī)器和程序組成的智能的手臂，替代了傳統(tǒng)的手書，但卻同樣能夠呈現(xiàn)出異彩紛呈的書寫作品，其高效性和穩(wěn)定性更是優(yōu)于人手書寫。本文將探討幾個(gè)已經(jīng)公開的專利，對(duì)人工智能書寫的技術(shù)進(jìn)行分析，分析人工智能書寫的應(yīng)用。

2 人工智能書寫的專利分析

申請(qǐng)日為2017年12月23日、公告號(hào)為CN207724311U的專利，公開了一種漢字書寫機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)包括安裝架，用于帶動(dòng)筆進(jìn)行書寫的機(jī)械手臂和用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械手臂沿X軸進(jìn)行移動(dòng)的X軸驅(qū)動(dòng)組件，機(jī)械手臂包括多個(gè)關(guān)節(jié)部件，通過(guò)能夠繞X軸旋轉(zhuǎn)的第一關(guān)節(jié)和第四關(guān)節(jié)、能夠繞Y軸旋轉(zhuǎn)第二關(guān)節(jié)以及能夠繞Z軸旋轉(zhuǎn)第三關(guān)節(jié)組成機(jī)械手臂模擬人的手臂進(jìn)行書寫。可以看出，這是一個(gè)可以模擬人的手臂進(jìn)行書寫的漢字書寫機(jī)器人，漢字書寫的基本功能已經(jīng)可以通過(guò)這個(gè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)。

申請(qǐng)日為2018年3月15日、公告號(hào)為CN207953879U的專利公開了一種人工智能的漢字書寫機(jī)器人，包括底座、步進(jìn)電機(jī)、懸臂、自動(dòng)出墨毛筆、墨汁盒等部件，該人工智能的漢字書寫機(jī)器人使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和序列神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合來(lái)獲得序列的輸出，實(shí)現(xiàn)了從圖像到運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的復(fù)雜反饋;在進(jìn)行基礎(chǔ)訓(xùn)練之后，通過(guò)自我的重復(fù)書寫，進(jìn)行自我學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，無(wú)須人為干預(yù)就可以提高漢字書寫機(jī)器人的漢字書寫水平。這是一個(gè)基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和序列神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能化的漢字書寫機(jī)器人，它最大的特點(diǎn)是具有自我學(xué)習(xí)的能力，通過(guò)漢字書寫字跡的錄入和對(duì)于書寫動(dòng)作的記錄，全面地記錄創(chuàng)作過(guò)程和作品，并量化為機(jī)器語(yǔ)言后控制懸臂輸出，將指定的漢字轉(zhuǎn)化為漢字書寫作品，并能利用序列神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自學(xué)習(xí)，創(chuàng)作出更優(yōu)秀的漢字書寫作品。這個(gè)漢字書寫機(jī)器人已不再是簡(jiǎn)單的模擬，已經(jīng)可以進(jìn)行創(chuàng)作。

申請(qǐng)日為2019年1月9日 、公開號(hào)為CN109664300 A的專利申請(qǐng)公開了一種基于力覺(jué)學(xué)習(xí)的機(jī)器人多風(fēng)格漢字書寫臨摹方法，其包括有多風(fēng)格標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)模塊、漢字書寫風(fēng)格識(shí)別模塊、筆畫信息提取模塊、機(jī)器人關(guān)節(jié)軌跡規(guī)劃模塊;通過(guò)采集力信號(hào)提取不同漢字書寫風(fēng)格的特征，利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)漢字書寫風(fēng)格，使用圖像處理算法獲取筆畫信息，并將對(duì)應(yīng)風(fēng)格的用力特征和筆畫信息轉(zhuǎn)換成為機(jī)器人末端軌跡;通過(guò)對(duì)幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)字的模仿學(xué)習(xí)，可以在保留原作品的風(fēng)格特征的前提下，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)輸入的漢字書寫圖像進(jìn)行臨摹的目的。這種人工智能書寫既可以對(duì)現(xiàn)有的作品進(jìn)行臨摹，又可以將他們結(jié)合起來(lái)進(jìn)行創(chuàng)作，最后呈現(xiàn)出與現(xiàn)有作品所不同的作品。這與人們對(duì)于漢字書寫的臨習(xí)和創(chuàng)作異曲同工。

申請(qǐng)日為2019年6月27日、 公開號(hào)為CN110271016 A的專利申請(qǐng)公開了一種基于邊界與力反饋的機(jī)械臂漢字書寫系統(tǒng)及方法，書寫系統(tǒng)包括：視覺(jué)部分，用于獲取給定字體的圖像信息，確定機(jī)械臂末端落筆點(diǎn)、提筆點(diǎn)的坐標(biāo)和力反饋部分的期望力;機(jī)械臂部分，用于根據(jù)機(jī)械臂末端落筆點(diǎn)和提筆點(diǎn)的坐標(biāo)控制毛筆末端位置和毛筆末端與書寫紙板的接觸力;力反饋部分，用于實(shí)時(shí)測(cè)量毛筆末端與書寫紙板的接觸力的大小并反饋到機(jī)械臂部分;處理器部分，用于圖像處理和機(jī)械臂部分驅(qū)動(dòng)毛筆末端的軌跡和與書寫紙板的接觸力。可以看出，該專利申請(qǐng)?jiān)跈C(jī)械臂漢字書寫的系統(tǒng)中加入力反饋模塊，使得整個(gè)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，對(duì)于書寫后的字體實(shí)現(xiàn)自學(xué)習(xí)，自優(yōu)化的效果，最大限度地體現(xiàn)了漢字書寫的力道美。上述人工智能書寫的系統(tǒng)不僅僅是停留在對(duì)字形的把控上，更重要的是要展現(xiàn)出漢字書寫的力道美，更注重藝術(shù)層面的表達(dá)。

通過(guò)上述已經(jīng)公開的專利或?qū)＠暾?qǐng)可以看到，人工智能書寫機(jī)器人及系統(tǒng)已經(jīng)從可以簡(jiǎn)單地模仿文字，到學(xué)習(xí)書法家的創(chuàng)作并進(jìn)行自學(xué)習(xí)后創(chuàng)作、學(xué)習(xí)字帖并進(jìn)行自學(xué)習(xí)后創(chuàng)作，以及學(xué)習(xí)字帖并進(jìn)行自學(xué)習(xí)后著重展現(xiàn)漢字書寫的力道美?？萍嫉倪M(jìn)步將許多以往的不現(xiàn)實(shí)變成了現(xiàn)實(shí)，將以往的不可能變成了可能，那么，新問(wèn)題也隨之而來(lái)，人工智能書寫機(jī)器人及系統(tǒng)可以完成優(yōu)秀的漢字書寫作品，那么其作品屬于漢字書寫藝術(shù)嗎？擁有價(jià)值嗎？除了漢字書寫創(chuàng)作，它又能干些什么呢？

3 人工智能書寫的應(yīng)用

衡量其是否為藝術(shù)的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)是看其是否能夠進(jìn)行精神層面的表達(dá)，表面上看來(lái)，對(duì)于書法機(jī)器人來(lái)說(shuō)，“會(huì)古通今”易，而“情深調(diào)合”難，人工智能書寫似乎還不能做到“達(dá)其情性，形其哀樂(lè)”，換言之，不能進(jìn)行精神層面的表達(dá)，但一個(gè)真實(shí)的案例，卻讓人們不得不對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行更加深入的思考[1]。2018年，首幅人工智能繪制畫作《Edmond de Belamy》在紐約佳士得拍賣行以 43.25萬(wàn)美元，約300萬(wàn)人民幣的價(jià)格成功拍賣。該畫作由巴黎藝術(shù)團(tuán)隊(duì)“Obvious”創(chuàng)作完成。該團(tuán)隊(duì)致力于探索藝術(shù)和人工智能之間的相互作用，他們將 14 世紀(jì)到 20 世紀(jì)期間的15 000 幅經(jīng)典肖像畫的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，然后生成一個(gè)新圖像。他們認(rèn)為，人工智能繪畫將成為新的藝術(shù)模式，但其目的并非取代人類畫家?；蛟S人們也可以認(rèn)為，基于人工智能技術(shù)的書寫，將成為新的藝術(shù)模式，但其目的并非取代人類書法家，而是開創(chuàng)藝術(shù)與科技相結(jié)合的新領(lǐng)域，使科技更好地為藝術(shù)服務(wù)，為藝術(shù)創(chuàng)作提供了更廣闊的空間。

由于人工智能書寫的技術(shù)性和“藝術(shù)性”，它的一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域就是助力書法教育。人工智能書寫機(jī)器人在筆畫的書寫、間架結(jié)構(gòu)的把控上都優(yōu)于人手書寫，對(duì)于漢字書寫學(xué)習(xí)的臨帖環(huán)節(jié)，機(jī)器人可以做得更好，通過(guò)字形、書寫過(guò)程的輸入，加之輸出字形與字帖的比對(duì)后優(yōu)化再輸出，機(jī)器人已經(jīng)可以精準(zhǔn)地臨帖并為人們展示臨寫過(guò)程。同時(shí)，機(jī)器人可以很好地演示用筆的藏鋒、露鋒、筆畫的運(yùn)行、使轉(zhuǎn)、字的間架結(jié)構(gòu)等，書寫過(guò)程中的每一筆都可以通過(guò)機(jī)器人清晰且標(biāo)準(zhǔn)地演示出來(lái)，并且可以反復(fù)不停地演示，這對(duì)于漢字書寫教師短缺的學(xué)?；虻貐^(qū)無(wú)疑是一大福音。學(xué)生們可以一邊看機(jī)器人的演示，一邊練習(xí)，再由老師進(jìn)行指導(dǎo)，這樣可大大降低書法老師教學(xué)示范的工作量，從而留出時(shí)間進(jìn)行臨寫指導(dǎo)，這樣就可以在有限的時(shí)間內(nèi)指導(dǎo)更多的學(xué)生。曾經(jīng)需要由多名書法老師完成的事情，現(xiàn)在由機(jī)器人加上一名書法老師即可完成，降低教學(xué)成本，有利于書法教育的普及。同時(shí)，漢字書寫機(jī)器人可以將學(xué)生臨寫的字帖與預(yù)先設(shè)置好的字帖進(jìn)行比對(duì)，給出分值評(píng)估，幫助學(xué)生和老師發(fā)現(xiàn)臨寫過(guò)程中的問(wèn)題，從而有針對(duì)性地進(jìn)行改進(jìn)和提高。

此外，漢字書寫機(jī)器人富于科技感的外觀，也容易受到學(xué)生的喜愛(ài)，當(dāng)前，學(xué)生對(duì)于手機(jī)和電腦等現(xiàn)代科技的接受程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)文化，那么人工智能書寫機(jī)器人的出現(xiàn)無(wú)疑是很好的橋梁，它可以拉近傳統(tǒng)與現(xiàn)代的距離，寓教于樂(lè)，當(dāng)機(jī)器人出現(xiàn)在課堂上，揮毫潑墨時(shí)，學(xué)生的目光很難不被吸引。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前人工智能書寫已經(jīng)日趨成熟并且呈現(xiàn)多樣化的局面，它既可以完成書寫臨摹，又可以完成書寫創(chuàng)作，更可以助力教育，搭起文化教育與高科技之間的橋梁，使傳統(tǒng)的漢字書寫更加充滿活力，使教育更加簡(jiǎn)便可行。同時(shí)，相關(guān)專利的申請(qǐng)與授權(quán)，代表著人工智能書寫技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)與可能。此外，由于教育市場(chǎng)中師資力量不足和高人工成本問(wèn)題的存在，為其大規(guī)模地生產(chǎn)和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。人工智能書寫機(jī)器人以其富于科技感的外觀和穩(wěn)定的操作系統(tǒng)，能夠充分吸引學(xué)習(xí)者的注意力，并完成準(zhǔn)確無(wú)誤的書寫，廣泛適用于漢字書寫的基礎(chǔ)培訓(xùn)中，是助力書法教育的極佳選擇。在科學(xué)技術(shù)為主導(dǎo)的當(dāng)代社會(huì)中，傳統(tǒng)一再面臨科技的挑戰(zhàn)，同時(shí)科技也為傳統(tǒng)不斷注入新活力，激發(fā)新可能，科技在打破原有生態(tài)的同時(shí)，也建立起新的生態(tài)，使事物在新舊更替中不斷向前發(fā)展。

（作者系國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心 助理研究員）

【參考文獻(xiàn)】

[1]梁騰.并不冰冷的AI[N].中國(guó)文化報(bào)，2018（11）：11（002）.