「黑科技理髮機器人，你想體驗嗎？
受疫情的影響，
已經很久沒見穿著緊身襯衫七分西褲、
腳踩著光亮皮鞋的 「藝術造型總監」
—— Tony 老師了
雖然做頭髮時他跟你說的10句話里，
有9句半在催你辦卡，
但說實話，
Tony 老師的理髮手藝還是很過硬的。。
而目前國外疫情依然嚴重，很多人不敢出門找 Tony 老師理髮。他們有人會選擇在家中讓自己心靈手巧的家人理髮。
也有不少單身狗實在頂不住了，決定在家裡自己當起 Tony 老師。。
而我們今天要介紹的這位就更厲害了——他選擇自己造了一個 專屬自己的Tony 老師出來！
YouTube 博主、DIY 達人 Shane Wighton 也是個不折不扣的獨居青年。
Shane Wighton 畢業於北卡羅來納大學夏洛特分校，獲得了機械工程學士學位和計算機科學碩士學位，目前在 3D 列印技術開發商和製造商 Formlabs 公司擔任首席工程師，熱愛製作各種新奇的玩意。
他有點打怵在這個特殊時期里讓頻繁接觸人群的 Tony 老師觸碰自己的腦袋，所以乾脆一不做二不休搞了一個理髮機器人~
作為機器界的 Tony 老師，這位箭頭機器人理髮過程不用推子，只用剪刀：
夾頭髮，下剪子：
動作行雲流水：
如果能再搭配上自動洗頭機器人，那簡直就是妥妥滴豺狼配虎豹的說。
當然了， 讓機器人學會理髮很有難度，畢竟一般人類學個幾年都學不好。所以它 目前還很難和人類理髮師一樣將理髮技巧瞭然於胸。在最初的版本中，機器人時常翻車~
Wighton 花了很多時間去解決了這些程序錯誤，然而最擔心的事情還是發生了——機器人無法像 Tony 老師那麼靈活，它會扯到頭髮：
於是 Wighton 就開始教機器人如何抓取頭髮。雖然這對人類來說很簡單，但機器沒有天生的視覺，手指以及協調能力。
小哥 考慮到在理髮店剪頭時理髮師會用梳子將頭髮分成幾個象限，然後逐一下手。因此他也 設計了一個雙木梳的結構，想讓機器人握住兩把梳子， 並利用木梳之間的咬合來處理頭髮：
但這需要機器人擁有精度更高的操作，實現起來太難了。。
於是小哥靈機一動，用上了吸塵器。它可以用強大的吸力把頭髮吸起來：
這樣一來，頭髮就能立在那裡乖乖等著剪刀，而且剪下來的頭髮也不會到處亂掉了。確認這個方法奏效之後，Wighton 將其安在了機器人上。兩根機器手指出動，夾住頭髮，然後剪刀出動，一氣呵成：
對於這種改造，吸塵器表示自己也很意外。
這個剪頭髮用的機器人頭部總共三個伺服裝置：一個類似於人的手指，用來夾住要剪的頭髮；
一個用來控制剪刀移動；
最後一個用來操作剪刀剪頭髮。
整個裝置運行起來是這樣的：位於最上方的吸管將頭髮吸起來立住，然後機械手指過來把頭髮夾住，最後安在一旁的剪刀湊過來剪：
到這，剪頭髮的基本動作算是完成了，接下來就是 如何讓這個機器人上下左右前後 靈活自由移動。
不同於 Tony 老師可以踏出夢幻舞步，機器人能動的只有機械臂。對此，Shane 小哥並沒有設計的很複雜，僅讓機械臂可以完成上下、前後移動：
但腦袋是一個球體，想要剪其他面怎麼辦？
除了可伸縮、升降的機械臂之外，Wighton 又設計了一個環繞系統，給這個機器人配了一個環形滑軌，讓機器人繞著腦袋轉圈，如此一來就可以面面俱到：
配上人頭，感覺像一種刑具的說。。。
另外還要解決橫著剪還是豎著剪的問題，畢竟剪刀的方向會決定頭髮的樣式。於是Wighton 為了讓剪刀能調整角度又加了一個旋轉裝置。這樣機器人的剪刀就擁有了一個可旋轉的功能，可以根據位置變換垂直和水平剪髮：
解決完這些，還要考慮理髮時的終極難題：人的腦袋總是亂動該怎麼辦？
在理髮時，我們通常會被要求保持一個姿勢，因為稍有差池髮型就可能被剪壞，而這一點在機器身上更為凸顯。。那到底怎麼讓機器人確定你的頭在哪兒呢？
Wighton 想到了用深度攝像頭，也就是靠人臉識別 + 深度數據確定人頭在 3D 空間中的位置。他嘗試了用攝像頭來捕捉頭部動作，各種等訓練讓機器人理解人類的位置，並做出判斷。
但這個方法的缺點在於：攝像頭總是被其他設備擋住。
這樣一來就形成了觀測死角：
Wighton 認為如果非要讓攝像頭來做這項工作，軟體將變得非常複雜。於是，他另闢蹊徑，給最前面的手指裝了個開關：
在機械臂移動時，這個開關將是最先碰到人頭部的裝置。Wighton 將其設置為：一旦該開關碰到人，機械臂就會後退一些，確保安全。這樣在手指碰到頭之後，剪刀工作組會重新測量頭部位置，如果偏離了預定位置，會通過語音提示，呼叫你把腦袋擺正：
最後一個難點，就是選髮型了。自己選髮型當然不是事兒，問題是如何讓機器人理解你選的到底是什麼髮型？？畢竟。。這不是剪羊毛。
在程式設計師的世界裡一切都是參數化的，髮型也不例外。為了讓機器人理解人類的髮型，Wighton 用了一個簡單的邏輯來告訴機器人該怎麼做，那就是製作一個 3D 模型並把想要的髮型畫在上面，供機器人學習。
等等，這不就是光頭麼？似乎學起來很容易。
但其實並非如此，光頭上灰突突的顏色深淺恰好就代表了髮型。顏色越淺，就是少剪一點，顏色越深，就是希望短一些，多剪一點，所以機器人只要知道區域的目標長短就夠了~
此外，為了讓機器人知道剪髮的角度，Wighton 也在 3D 模型上進行了標註。這些工作都完成之後，他將建好的模型導入機器人。後者會根據該模型制定剪髮計劃，然後逐步執行。
設計好後，小哥就動用了他的等離子切割機等燒錢裝備開始了製作。製作機器的步驟很繁瑣，要切割金屬，焊接，摺疊拼裝，一些複雜的零件還用到了3D列印。事實證明了這是一位「有錢、有閒、有知識」的小哥。
比較頭疼的是搞定電路，在連接好多個驅動器馬達後，走線很難做到足夠美觀：
解決方案也很有趣，他選擇眼不見為凈。
最後所有零件拼裝就位，再給桌子開個洞，方便自己的腦袋鑽進來：
一台機器人Tony老師就完成了：
這時候問題又來了，誰來當第一隻小白鼠？
起初 Wighton把目標看向了假人，但假人的頭髮太硬，機器人根本剪不動。然後他開始向他老婆安利，但妹子根本不信他的鬼話。。。
最後，小哥只能帶著一絲驚恐，一絲自我懷疑，一片為科學奉獻自我的拳拳之心，親自上場，干就完了。點擊螢幕，選擇想要的髮型：
得到指令後，Tony老師開始工作。
機器人會根據三維圖形畫出的區域，確定修剪範圍，然後開始著手操作。手指負責梳理頭髮，吸塵器拉直，然後剪刀開剪，最後吸塵器會順便把碎發吸走。
根據計劃好的圖形，每到一個區域機器人就會計算用何種角度進行修剪，剪完就去下一個區域，然後周而復始，直到全部完成。
不得不說，全套設計非常精妙，各零件關節配合的接近於完美。但整個剪髮的過程還是讓人捏了把汗：
在理髮途中，小哥突然悲傷地發現代碼里竟然有 bug，導致同一個地方剪了6次。而原計劃的15分鐘修剪任務，也硬生生的被拉長到 1 個小時。。。那麼，最後剪的效果如何？
好在。。成品還行，正面看起來不錯：
但後面就有點拉胯了，側面也很長。。
這主要是因為，機器人的保護措施，讓剪刀無法貼著耳朵修剪，同時也沒法降到足夠低的位置修剪後面的頭髮，不過總體來說，還算可以。
儘管機器人沒學到 Tony 老師的幾分技術，但話術卻學得很到位，沒錯，這台機器人理髮師還會附贈聊天服務，跟你聊聊天氣什麼的。
雖然他目前還不會Tony 老師最愛聊的那些髮型、衣服、美妝及娛樂八卦之類的話題，更不會聊你喜歡的性能車改裝、歐冠出線形勢和敘利亞戰局，但畢竟也算是接受過專業訓練的機器人了。。
小哥表示，這款理髮機器人雖然沒有「洗吹」服務，但至少能夠解燃眉之急。
嗯。。
如果是你的話，
你。。會用嗎？
藝術造型總監 Tony 老師，請給我剃個易烊千璽同款圓寸。