IT之家 6 月 2 日消息,据外媒 TechXplore 5 月 31 日报道,麻省理工学院仿生机器人实验室最新开发了一套机器人乒乓球系统,能够以极高的精度使用球拍击球,包括制造不同的击球方式与旋转。这项研究已在 arXiv 上发表论文(IT之家附链接:点此访问)。
论文作者之一 Kendrick Cancio 表示,实验室一直在通过创新硬件与控制系统来打造高性能机器人。“我们受机器人与 AI 研究所委托,开发了这套系统,用于探索动态操控的潜力,目标是让仿人机器人在乒乓球表现上达到人类水平。”
MIT 实验室目前主要研究两大方向:足式机器人如何灵活行走,以及如何快速操控物体。这两方面都面临各自的挑战 —— 前者要能应对环境干扰,后者则讲究动作的精准执行。
研究者指出,乒乓球正好结合了两者的控制难点,需要系统在极短时间内精准反应。论文合著者 David Nguyen 表示:“这正是一个独特的控制问题,而我们可以借助定制硬件来突破。”
Nguyen 与 Cancio 等人开发的平台由一条机器手臂和控制算法构成。系统能预测来球轨迹,并规划出击球的动作,在整个挥拍过程中不断微调路径,以确保球拍以正确的角度、速度与位置命中目标。
Nguyen 指出:“我们不仅规划手臂下一步的动作,而是为整个挥拍制定路径,这虽然增加了挑战,却能显著提升命中率。”
这套系统由两个模块构成:感知模块与执行模块。前者借助现成的运动追踪系统,实时捕捉其设计的乒乓球运动;后者则运算预测轨迹与最佳击球方式,并持续更新执行路径。
Nguyen 介绍,这套机器人手臂为 MIT 自研人形臂的定制版,具备高扭矩与低惯性特点,使其反应更快、动作更激烈。“这种控制方式未来可用于搜救等场景,让机器人在动态环境中精准完成任务。”
团队通过实测发现,这套系统能以 88% 的成功率击中来球,平均出球速度达 11 米每秒,支持三种不同击球方式,展现出极高的稳定性与效率。
Cancio 表示:“尽管如今强化学习在机器人控制领域被广泛看好,但我们的研究表明,传统的约束优化依然有不可替代的价值,未来也许能结合两种方法的优势。”
Nguyen 补充说,自去年 9 月论文提交以来,系统功能已进一步提升,不仅能瞄准乒乓球台上的任意位置,还能精准规划拍面与球的接触过程。
研究人员计划在后续工作中进一步拓展平台能力,例如通过为机械臂加装龙门架结构以扩大其活动范围,让机器人能够完整参与人机乒乓球比赛。
Cancio 表示:“我们接下来将提升击球速度,并尝试识别标准乒乓球,以便与人类或其他系统更好对比。”
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