笔迹分析法在写字机器人中的应用与利弊

陈沈杰 王爱元

摘 要：随着现代科技智能化的不断发展和人工智能算法的渐渐成熟，机器人如今在各个领域中有了更加广阔的市场。在此大环境下，写字机器人因此诞生。写字机器人虽然是一种教育、科普的工具，但仍有人将其用在其他领域上，如不法分子用其摹写他人笔迹，用来伪造合同等违法犯罪行为。这一现象还未泛滥，因此文章将先从写字机器人的工作原理入手，再对写字机器人和人类手写笔迹特征进行比较分析，最后研究总结笔迹分析法在写字机器人中应用的趋势及利弊，以防患于未然。

关键词：写字机器人;笔迹分析法;签字伪造;仿毛笔字;书法展示

中图分类号：TP242.3 文献标识码：A文章编号：1674-1064（2021）09-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.018

1 目前市面上的写字机器人

随着人工智能技术的快速发展，在工业上早已创造出可执笔画图的写字机器人。在生活中，可代写的写字机器人在网上仅需要几百块便可买到。

近些年，国内有关写字机器人的研究较多，其最初的应用初衷是在工程绘图领域和科普领域等。使写字机器人引起关注，还是2019年学生买写字机器人代写作业的新闻，于是在国内电商平台以“写字机器人”为关键词的搜索记录达数千条。市面上的写字机器人外形大都分为两种：一种为“金属十字架”款式，其价格较为便宜;另一种为价格相对较高的“方框”款式。其主要用于填写、抄写等简单并重复度较高的工作[1]。

如今，科技水平不断进步，智能化程度不断提高，科技进步给生活带来便利的同时，也会给一些行业带来困扰和挑战。如在司法鉴定领域，如何鉴别写字机器人书写笔迹和人类书写笔迹，就是一个急需研究和解决的问题[2]。

2 写字机器人的工作原理及模仿笔迹的方式

2.1 工作原理

目前，网上热销的写字机器人多为“金属十字架”款式，在横向左右两侧装有运动光杆、皮带和步进电机，用来控制笔的平面移动，及横笔竖画的书写;在纵向上安装可以活动的运动光杆，再在运动光杆一端上安装一步进电机，控制其上下运动及抬笔、落笔运动。前后左右上下的三维结合，可以控制笔杆的运动来模仿人书写的动作，结构框图如图1所示。

2.2 模仿笔迹的方式

目前，利用写字机器人模仿他人笔迹的方式，主要有以下几种：利用用户已知字迹“一字一仿”，将被模仿人的字迹原件扫描后导入编辑软件，制作成计算机能够识别的字体，由写字机器人书写。用户手写一遍相关软件中的字帖，从而创建属于自己的笔迹字库，如奎享字体软件等。将字库存入自带的控制软件，通过手机、电脑连接写字机器人进行书写。

以上两种方法，均是通过写字机器人对用户笔迹进行分析，得到其横坐标与纵坐标的二维信息，并进行“复制”的一种行为。写字机器人在书写时，笔速是固定的，笔画没有节奏变化，导致写下的笔迹特征变化不大，如图2所示。而人类书写是依靠各个关节的联动，以及肌肉的配合来完成的。相比之下，这两种写字机器人的书写动作简单得多，仅仅会因为执笔角度不变的原因，导致笔画出现微小的颤抖现象。

又或是通过写字机器人的识别模块，识别用户的笔记或手稿，根据已写字的笔迹生成训练集，再通过具备相关神经网络的笔迹分析软件，分析得到用户性格、性别、情绪等个性化特征，并经过测试与完善，从而生成符合用户性格特征的笔迹字库。理论上，只要有足够数量的被模仿人的字迹，AI就能通过算法学习并掌握被模仿人的书写特征，从而生成和被模仿人书写风格一致的模仿笔迹[3]。

3 笔迹分析法的应用与利弊

3.1 笔迹分析法现在的应用

笔迹分析法是欧洲国家大部分企业使用最多的一种人才测评方法，主要用于人才招聘和选拔。其是以书写字迹的分析为基础，通过分析书写者笔迹的规律，从而判断出书写者的性格、能力、心理和行为方式等特征的一种测评技术。在一些欧洲国家的招聘中，往往会明确要求需要递交手写应聘书。在中国，笔迹分析技术的发展虽然相对较晚，但作为一项人力资源管理技术，也越来越得到企业单位的重视，在人才招聘中也开始占据重要地位[4]。

3.2 笔迹分析法的利与弊

写字机器人可执笔完成书写工作，使人们脱离繁杂且重复的文字书写重担，但也产生了一定的隐患[5]。在当今科技高速发展的时代背景下，部分人受利益驱使，通过书写笔迹入手实施犯罪活动，妄图对他人的合法财产进行不当侵占。目前，市面上大部分的写字机器人开源程度高、开发成本低、结构稳固、精度相对较高、技术较为成熟、制作门槛低，加上签名字迹字数少，可摹仿性强，故写字机器人伪造签名字迹具有很强的迷惑性，会使文件检验鉴定产生一定的错判风险，由此涉及的笔迹鉴定类案件纠纷与日俱增。

4 笔迹分析法在写字机器人上的发展趋势

随着我国文化的多元化发展，书法艺术也在当今社会繁荣发展。在新时代及书法艺术的逐步发展过程中，未来写字机器人在书法展示方面也会有利有弊。

4.1 笔迹分析法在写字机器人上的现状

进入20世纪以后，我国的书法艺术也跨进了一个关键的发展时期，中国书法文化经歷了上千年的成长，由原先的传统形态逐渐转变成为如今的形态。与传统的实用性书法不同，目前已经发展为一种纯艺术形式。

中国香港的香港中文大学教授徐扬生，领导其团队开发出一个能用毛笔字书写各种字体的写字机器人。它不仅在书法水平上基本可以和大师相提并论，而且还可以根据要求书写出不同风格的字体，比如行楷、隶书等，甚至是一些大师的字迹也可以临摹。他们简述这台机器可以通过笔迹分析法对名家书法进行分解，掌握名家书法具体笔画的写法，进而按照名家风格组合写出其未写过的字。例如王羲之一生中没有写过的字，写字机器人也可以按照“书圣”的风格写出来，如图3所示。

4.2 未来笔迹分析法在写字机器人上的危害

目前，我国书法创作中比较普遍的问题是文化内涵缺失。随着科技智能化时代的发展，信息技术和互联网技术也越来越普遍，电脑和手机逐渐取代了书写，导致一些作者在书法创作时马虎大意，经常写错别字，文学修养低，只认为将字体写好看就行。因此，当可以仿写毛笔字的写字机器人大范围上市后，必然会导致一些功利的创作者为了在书法创作圈获取一定的地位，从而过度使用写字机器人来代写。但艺术最宝贵的就是创造者所表现出来的个人风格，在创作过程中，需要根据自身性格及审美进行创作，从而逐渐树立起属于自己的风格。这个过程是困难又曲折的，这就要求创作者不仅需要具有较高的学术修养，还要有足够的理智、耐心和胆量。只有所有的书法创作者都能够不忘初心，批判地继承、发展和创新，才能够保证我国的书法艺术越来越成熟，发展越来越好[6]。

5 结语

写字机器人的书写笔迹是按照系统设置好的参数机械运行形成的，存在笔压均匀、笔宽均匀、笔画粗细均匀等不变性特征，而人类在正常书写过程中会不断调整落笔位置，运笔方向，行笔的距离，书写的角度、弧度、力度和速度，会在书写过程中不断调整，从而形成人类的自然笔迹。写字机器人书写笔迹的不变性特征和人类书写的自然笔迹，有着本质的区别及细节方面的差异。因此，目前在笔迹鉴定过程中，只要充分认识到写字机器人书写笔迹的特征并有鉴别意识，应该可以对其进行准确有效的区分。

最后，对于书法展示中有关艺术的认识问题，是根据每个人不同的认识和理解所决定的，目前很难分出谁对谁错，只能根据审美偏好对问题进行大致评价。但是，书法创作并不是单纯的写字，只有在创作过程中遵循原则，这样我国书法文化才能够经久不衰。

参考文献

[1] 刘畅，黄钰，胡爱华.写字机器人书写特征的识别与研究[J].广东公安科技，2020，28（2）：30-32.

[2] 付海花.写字机器人书写笔迹的鉴别[J].科技风，2019（19）：4.

[3] 朱明新，李梦婕，许润杰.写字机器人伪造签名字迹的鉴别[J].刑事技术，2021，46（1）：66-69.

[4] 陈璐，廖芳.人才测评好工具——笔迹分析法[J].科技广场，2008（2）：47-48.

[5] 齊志坤.浅谈一般类型笔迹案件鉴定所遇问题及解决对策[J].法制与社会，2020（33）：175-176.

[6] 陈小伟.当代书法创作“展厅文化”现象的思考与研究[J].艺术评鉴，2020（16）：23-25.