6 月 2 日消息，據(jù)外媒 TechXplore 5 月 31 日?qǐng)?bào)道，麻省理工學(xué)院仿生機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室最新開發(fā)了一套機(jī)器人乒乓球系統(tǒng)，能夠以極高的精度使用球拍擊球，包括制造不同的擊球方式與旋轉(zhuǎn)。這項(xiàng)研究已在 arXiv 上發(fā)表論文（附鏈接：點(diǎn)此訪問(wèn)）。

論文作者之一 Kendrick Cancio 表示，實(shí)驗(yàn)室一直在通過(guò)創(chuàng)新硬件與控制系統(tǒng)來(lái)打造高性能機(jī)器人。“我們受機(jī)器人與 AI 研究所委托，開發(fā)了這套系統(tǒng)，用于探索動(dòng)態(tài)操控的潛力，目標(biāo)是讓仿人機(jī)器人在乒乓球表現(xiàn)上達(dá)到人類水平。”

MIT 實(shí)驗(yàn)室目前主要研究?jī)纱蠓较颍?strong>足式機(jī)器人如何靈活行走，以及如何快速操控物體。這兩方面都面臨各自的挑戰(zhàn) —— 前者要能應(yīng)對(duì)環(huán)境干擾，后者則講究動(dòng)作的精準(zhǔn)執(zhí)行。

研究者指出，乒乓球正好結(jié)合了兩者的控制難點(diǎn)，需要系統(tǒng)在極短時(shí)間內(nèi)精準(zhǔn)反應(yīng)。論文合著者 David Nguyen 表示：“這正是一個(gè)獨(dú)特的控制問(wèn)題，而我們可以借助定制硬件來(lái)突破。”

Nguyen 與 Cancio 等人開發(fā)的平臺(tái)由一條機(jī)器手臂和控制算法構(gòu)成。系統(tǒng)能預(yù)測(cè)來(lái)球軌跡，并規(guī)劃出擊球的動(dòng)作，在整個(gè)揮拍過(guò)程中不斷微調(diào)路徑，以確保球拍以正確的角度、速度與位置命中目標(biāo)。

Nguyen 指出：“我們不僅規(guī)劃手臂下一步的動(dòng)作，而是為整個(gè)揮拍制定路徑，這雖然增加了挑戰(zhàn)，卻能顯著提升命中率。”

這套系統(tǒng)由兩個(gè)模塊構(gòu)成：感知模塊與執(zhí)行模塊。前者借助現(xiàn)成的運(yùn)動(dòng)追蹤系統(tǒng)，實(shí)時(shí)捕捉其設(shè)計(jì)的乒乓球運(yùn)動(dòng)；后者則運(yùn)算預(yù)測(cè)軌跡與最佳擊球方式，并持續(xù)更新執(zhí)行路徑。

Nguyen 介紹，這套機(jī)器人手臂為 MIT 自研人形臂的定制版，具備高扭矩與低慣性特點(diǎn)，使其反應(yīng)更快、動(dòng)作更激烈。“這種控制方式未來(lái)可用于搜救等場(chǎng)景，讓機(jī)器人在動(dòng)態(tài)環(huán)境中精準(zhǔn)完成任務(wù)。”

團(tuán)隊(duì)通過(guò)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，這套系統(tǒng)能以 88% 的成功率擊中來(lái)球，平均出球速度達(dá) 11 米每秒，支持三種不同擊球方式，展現(xiàn)出極高的穩(wěn)定性與效率。

Cancio 表示：“盡管如今強(qiáng)化學(xué)習(xí)在機(jī)器人控制領(lǐng)域被廣泛看好，但我們的研究表明，傳統(tǒng)的約束優(yōu)化依然有不可替代的價(jià)值，未來(lái)也許能結(jié)合兩種方法的優(yōu)勢(shì)。”

Nguyen 補(bǔ)充說(shuō)，自去年 9 月論文提交以來(lái)，系統(tǒng)功能已進(jìn)一步提升，不僅能瞄準(zhǔn)乒乓球臺(tái)上的任意位置，還能精準(zhǔn)規(guī)劃拍面與球的接觸過(guò)程。

研究人員計(jì)劃在后續(xù)工作中進(jìn)一步拓展平臺(tái)能力，例如通過(guò)為機(jī)械臂加裝龍門架結(jié)構(gòu)以擴(kuò)大其活動(dòng)范圍，讓機(jī)器人能夠完整參與人機(jī)乒乓球比賽。

Cancio 表示：“我們接下來(lái)將提升擊球速度，并嘗試識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)乒乓球，以便與人類或其他系統(tǒng)更好對(duì)比。”