這是一場(chǎng)特別的乒乓球比賽：雙方選手是一臺(tái)智能機(jī)器人“小丘”，和它的“生父”之一、上理工機(jī)器智能研究院研究院講師季云峰。11月26日，在上海理工大學(xué)，經(jīng)過(guò)吉尼斯世界紀(jì)錄現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證，“小丘”憑借6241次的成績(jī)，創(chuàng)造了“乒乓球人機(jī)對(duì)戰(zhàn)中連續(xù)對(duì)打次數(shù)最多”的世界紀(jì)錄。

0.5秒快速反應(yīng)，超強(qiáng)穩(wěn)定性連續(xù)對(duì)打兩個(gè)多小時(shí)

正手擊球、反手擋球、快速殺球……“小丘”能在0.5秒內(nèi)完成識(shí)別、預(yù)測(cè)、判斷、控制等一系列動(dòng)作，并且在與季云峰對(duì)打的將近2個(gè)小時(shí)中。表現(xiàn)出了極強(qiáng)的穩(wěn)定性。

或許有人會(huì)說(shuō)，我家社區(qū)就有“會(huì)打乒乓球”的機(jī)器人，然而，目前市面上的類似產(chǎn)品都是固定機(jī)位發(fā)球或者生硬回?fù)羟颍y以實(shí)現(xiàn)“真正”的人機(jī)對(duì)打。為何“小丘”機(jī)器人能收放自如、成為乒乓球?qū)Υ颉案呤帧蹦?？原?lái)，這都源于團(tuán)隊(duì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、算法、視覺(jué)、控制等多方面開(kāi)展的創(chuàng)新研究。

為了讓“小丘”能精準(zhǔn)且快速地識(shí)別來(lái)球，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了創(chuàng)新高速雙目視覺(jué)系統(tǒng)。相對(duì)于傳統(tǒng)圖像處理方法，該系統(tǒng)能夠以1秒鐘250次的速度計(jì)算出乒乓球的位置和速度，大大提高了對(duì)乒乓球三維定位跟蹤以及飛行軌跡的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。

為了配合該系統(tǒng)，研究團(tuán)隊(duì)將六臺(tái)攝像機(jī)兩兩分組分置于各側(cè)，分別承擔(dān)起球體空間定位、人體動(dòng)作識(shí)別和小球轉(zhuǎn)速識(shí)別的任務(wù)，為系統(tǒng)這一指揮中樞提供信息來(lái)源。

在賦予“小丘”“眼觀六路”功能的同時(shí)，還得讓它臂膀靈活、收放自如，為此團(tuán)隊(duì)把雅克比矩陣關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃、五次多項(xiàng)式控制速度和加速度等理論應(yīng)用到控制系統(tǒng)之中。

陪練機(jī)器人前景廣闊，為亞健康人群定制“運(yùn)動(dòng)處方”

據(jù)了解，“小丘”是在張建偉院士的指導(dǎo)下，在研究院師生的幫助支持下，由季云峰帶領(lǐng)數(shù)名新工科學(xué)生研制出來(lái)的。

“‘小丘’目前比較適應(yīng)我的打球習(xí)慣，可能換個(gè)陌生人會(huì)需要重新磨合。不過(guò)，它是一個(gè)具有自主學(xué)習(xí)能力的機(jī)器人，長(zhǎng)時(shí)間對(duì)打可以存儲(chǔ)使用者的數(shù)據(jù)并逐步適應(yīng)使用者的打球習(xí)慣。”季云峰告訴記者，相比同類進(jìn)口產(chǎn)品，“小丘”的樣機(jī)造價(jià)僅10萬(wàn)元，“接下來(lái)，我們還計(jì)劃給‘小丘’加入心率血氧體征采集、康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃制定、個(gè)性化康復(fù)訓(xùn)練等功能，為亞健康人群定制‘運(yùn)動(dòng)處方’。”

他表示：“我們希望讓研究院此前自主研發(fā)的雙足機(jī)器人‘小貝’與‘小丘’‘合體’，打造出既能平穩(wěn)雙足行走又能靈活地在乒乓球臺(tái)前打球、陪練的機(jī)器人。”

來(lái)源：文匯  記者：儲(chǔ)舒婷

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