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乒乓球机器人“小丘”刷新世界纪录

乒乓球机器人“小丘”刷新世界纪录

智能机器人“小丘”创造了“乒乓球人机对战中连续对打次数最多”的世界纪录。

这是日前在上海理工大学举办的一场特别的乒乓球比赛:双方选手分别是一台智能机器人“小丘”,以及它的“生父”之一、上海理工大学机器智能研究院讲师季云峰。正手击球、反手挡球、快速杀球…… “小丘”能在0.5秒内完成识别、预测、判断、控制等一系列动作,且在与季云峰对打的将近2个小时中表现出了极强的稳定性。经过吉尼斯世界纪录现场认证, “小丘”凭借6241次的成绩,创造了“乒乓球人机对战中连续对打次数最多”的世界纪录。

据介绍,目前市面上已有不少智能乒乓球机器人产品,但从功能看来,基本都是固定机位发球或生硬回击球,难以实现真正的人机对打。相比之下,“小丘”机器人显然球技水平更高。那么,这位乒乓球对打“高手”是如何炼成的?记者从上海理工大学获悉,在研发层面,团队围绕结构设计、算法、视觉、控制等方面,开展了不少创新研究。

为了让“小丘”能精准且快速地识别来球,团队创建了创新高速双目视觉系统。相对于传统图像处理方法,该系统能够以1秒钟250次的速度计算出乒乓球的位置和速度,大大提高了对乒乓球三维定位跟踪以及飞行轨迹的精准预测。

为了配合该系统,研究团队将六台摄像机两两分组分置于各侧,分别承担起球体空间定位、人体动作识别和小球转速识别的任务,为系统这一指挥中枢提供信息来源。

在赋予“小丘”眼观六路功能的同时,还得让它臂膀灵活、收放自如。为此,团队把雅克比矩阵关节空间轨迹规划、五次多项式控制速度和加速度等理论应用到控制系统之中。

“‘小丘’目前比较适应我的打球习惯,可能换个陌生人,就需要重新磨合。不过,它是一个具有自主学习能力的机器人,长时间对打可以存储使用者的数据并逐步适应使用者的打球习惯。”季云峰告诉记者,接下来,研发团队还计划给“小丘”加入心率血氧体征采集、康复训练计划制定、个性化康复训练等功能,以期为亚健康人群定制运动处方。

“我们还有一个计划,就是将研究院此前自主研发的双足机器人‘小贝’与‘小丘’合体,打造出既能平稳双足行走又能灵活地在乒乓球台前打球、陪练的机器人。”季云峰说。

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