11月26日下午,一项吉尼斯世(shì)界纪录在上(shàng)海理(lǐ)工大学诞生——上(shàng)理工(gōng)机(jī)器智能研究(jiū)院助理(lǐ)教授季云(yún)峰(fēng)和乒乓球智能机器人(rén)“小丘”经过(guò)吉尼斯世界(jiè)纪录现场认证,凭借6241回合的成(chéng)绩,创造(zào)了“乒乓球人机(jī)对战中连续对打次(cì)数(shù)最多”的世界纪录。
人机合力(lì)创造吉(jí)尼斯(sī)世界纪录
正手击球、反手挡球、快速杀球……在上理工机器智能研(yán)究(jiū)院的实验室里正上演(yǎn)一(yī)场乒乓球大战,而(ér)场上“淡定”比赛(sài)的(de)选手则是一台智(zhì)能机(jī)器人“小丘”,与之对打的是(shì)研究院助理教(jiāo)授(shòu)季云峰。
合力(lì)创造此次吉尼斯(sī)世界纪录,季云峰(fēng)和“小丘”对(duì)战(zhàn)了大(dà)约2个小时。“打(dǎ)完(wán)我的右手(shǒu)都抬不起来了,要不是我的体力跟不上,‘小丘’也(yě)许还能打下(xià)去”,这项纪(jì)录也体现团队自主研发的智能乒乓(pāng)球机器人已具备很强(qiáng)的(de)稳(wěn)定性。团队希望未来它将(jiāng)成为兼具辅助康疗和娱乐训(xùn)练(liàn)的机器人。
0.5秒完成识别和(hé)击(jī)球决策
“小丘”有一只6个关节(jiē)的机械臂,握拍“正手”“反(fǎn)手”击球;机(jī)械(xiè)臂架于两根垂直滑轨,能够实现覆盖全(quán)桌面的迅速位移;乒乓球桌上方还有两只“眼睛”——高速(sù)双目视觉系(xì)统能够清(qīng)晰捕捉球的轨迹;更(gèng)重(chóng)要是(shì)“小丘”还(hái)有最强(qiáng)大(dà)脑(nǎo),运用(yòng)图像处理和人工智能技术,团队的原(yuán)创算法能够(gòu)让“小丘”快速“看清”球路,迅速作出最优击球决策。
据了解(jiě),乒乓(pāng)球(qiú)的一般飞(fēi)行速(sù)度是5-10米/秒,顶级水平的运动(dòng)员可以打出超过20米/秒的速度,而一(yī)张(zhāng)正规乒乓球球桌(zhuō)的长度为2.74米,这(zhè)就意(yì)味着打一回合乒乓球的时间仅需0.5秒。季云(yún)峰解释:“对‘小丘’来说(shuō),它(tā)的‘眼睛’捕(bǔ)捉(zhuō)对手击球的前半段轨迹,就(jiù)能快速预测后半段走向,作出接球决策。识别、跟踪(zōng)、预(yù)测以及动作规划,这一切都(dōu)在0.5秒左右(yòu)时(shí)间内完成,能够以1秒钟(zhōng)250次的速度计算出乒乓球的(de)位置(zhì)和速度,对机器人处理(lǐ)速(sù)度有很高的要求。”
造更便宜(yí)更(gèng)智慧的康养服务机器人(rén)
国(guó)内(nèi)外乒乓球机器人已经发展了三十多(duō)年的时(shí)间(jiān),解决(jué)快速视觉领域中的跟踪、轨迹预测(cè)以及动作规划等问题,涉及视觉感知与智能控制等多(duō)方面,是具有挑战性和趣味性的课题。此次上理工季云峰团队研发的“小丘”在(zài)连续对(duì)打创造(zào)的吉(jí)尼斯世界纪录(lù)体现性(xìng)能稳定性(xìng),团(tuán)队(duì)还将(jiāng)进(jìn)一步提升“小丘”的(de)性能,积(jī)累更(gèng)多人机(jī)对(duì)战数据,让“小(xiǎo)丘”能够更聪明、更灵(líng)活、更(gèng)低成本(běn)地为人类(lèi)健康服务。
“小丘”的击球,短球够短,长球够快;落点精准,线路(lù)随意;高(gāo)吊低搓,擦边擦网都能灵活实现,可以满足从(cóng)业余爱好者到职业运(yùn)动员不同层次人群的技能学(xué)习、健身(shēn)锻炼或专业训(xùn)练的需要。“相比目(mù)前进口乒乓球机器人产品,‘小丘’的造价大约只需(xū)要10万(wàn)元左右,未(wèi)来加载运动(dòng)手环(huán)等设备(bèi),‘小丘’可(kě)以实(shí)现‘运动处方’的功能,为(wéi)康复患者(zhě)或(huò)者普通人制定个性化的、安(ān)全科(kē)学的康(kāng)复/运动(dòng)方案”,季(jì)云峰补充道,“接下来我们(men)希望(wàng)让研究(jiū)院自主(zhǔ)研发的双足(zú)机器人‘小(xiǎo)贝’与‘小丘’‘合(hé)体(tǐ)’,打造出既能平稳双足行走又能灵活地在乒乓(pāng)球台前(qián)打(dǎ)球、陪(péi)练(liàn)的机器(qì)人。”
打了“10万(wàn)+”次乒乓球的年(nián)轻科(kē)研团(tuán)队
“小(xiǎo)丘”是在张(zhāng)建伟院士的指导下,在(zài)研究院师生的(de)帮(bāng)助(zhù)支持下(xià),由季云峰带领4名本科生研(yán)发的。季云峰从(cóng)事乒(pīng)乓球机(jī)器人研究10余(yú)年(nián),牵头制定(dìng)了国内(nèi)外(wài)第(dì)一个《乒乓球机器(qì)人》标准(T/CSPSTC 60-2020),申(shēn)请(qǐng)/授权(quán)乒乓球机器(qì)人相关发明专(zhuān)利8项,发表(biǎo)国际机器人顶级会议(yì)IROS3篇,发表SCI、EI及(jí)核心期(qī)刊论文30余(yú)篇。
季云峰本身是90后,实验室(shì)学(xué)生也都(dōu)是00后(hòu),他们是(shì)研(yán)究(jiū)院平均年龄最小(xiǎo)的团队,也是上理(lǐ)工乒乓(pāng)球打得最好的实验(yàn)室(shì)。获得吉尼斯世(shì)界(jiè)纪录的“小丘”背后是多达“10万+”次(cì)击球数据(jù)的训练,都是由(yóu)季云(yún)峰团队(duì)一拍一拍“打”出来(lái)的。
有趣的是,季(jì)云峰(fēng)还是乒乓(pāng)球国家一级运动员,去年参加了新(xīn)民晚报红双喜杯乒(pīng)乓球(qiú)公开赛,团队还取得了好(hǎo)成绩。