人形机器人开始打国球了!两台机器人完整打完11分制比赛

人形机器人开始打国球了!两台机器人完整打完11分制比赛

💡 原文中文,约4300字,阅读约需11分钟。
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内容提要

港大超维团队研发SMASH系统,实现两台人形机器人自主完成11分制乒乓球对局,将亮相世界人形机器人运动会。系统升级至2.0,扩大击球范围并加入自主发球,旨在验证机器人感知、决策与全身控制能力,未来挑战旋转球和专业选手。

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延伸解读

为何选择乒乓球作为测试场景

团队选择乒乓球作为具身智能落地的首个专业场景,因为它是国球,受众广、交互性强,且对高速来球感知、实时决策和全身控制要求极高。相比马拉松主要验证本体稳定性和续航,乒乓球能验证机器人理解竞技比赛、具备感知决策和交互能力,是下一阶段的代表任务。

SMASH系统升级的关键点

SMASH从1.0升级到2.0,主要提升在于击球范围扩大,能覆盖短球和长球,并加入自主发球系统,以满足11分制完整对局的需求。1.0阶段机器人像初学者,需要人类喂球;2.0阶段机器人能处理覆盖范围内的各种来球,无需喂球即可与人或机器人对打。

机器人对打的技术难点

两台机器人对打时,双方目标都是赢球,既要主动进攻又要让比赛持续,要求远高于人机对打。目前机器人尚未实现在对局中实时学习,但会保存对打数据用于后续强化学习,以逐步形成自进化能力。现阶段训练数据仍以人类数据为主。

人形形态的优势与未来挑战

相比机械臂,人形机器人保留人体结构,更适合作为训练陪练,且能复现运动员数据。未来最大技术难点是处理旋转球,需在维持全身平衡的同时,在毫秒级窗口内精确控制手腕和球拍。团队目标是用人形机器人挑战专业运动员,并将能力迁移到其他任务。

Q&A

港大超维团队研发的SMASH系统是什么?

SMASH系统是港大超维团队自主研发的一套用于人形机器人打乒乓球的闭环系统,它将视觉感知、轨迹预测、动作规划和全身控制串联起来,使机器人能够自主完成乒乓球对局。

SMASH 2.0相比1.0有哪些主要升级?

SMASH 2.0的主要升级包括:扩大了击球范围,能够覆盖短球和长球;加入了自主发球功能,使机器人能够按照11分制规则轮流发球,完成完整对局。

两台机器人自主对打和人与机器人对打的技术难点有何不同?

人与机器人对打时,人类会下意识地喂球,让机器人更容易回球;而两台机器人对打时,双方目标都是赢球,需要主动进攻,同时还要让比赛真正打起来,对机器人的要求更高。

为什么选择乒乓球作为人形机器人的专业场景?

乒乓球是国球,受众广、交互性强;同时它是很好的技术练兵场,对高速来球感知、实时决策和全身控制要求很高。此外,乒乓球进阶路线清晰,可以从原地上半身击球发展到全身、全域和旋转球,适合验证机器人的感知、决策和交互能力。

机器人接短球和反手球为什么更难?

接短球时,机器人需要覆盖完整的击球区域,并处理身体、球拍与球台碰撞的约束,不能只适应固定落点,要主动选择近台或远台击球。反手球则对全身协调和平衡要求更高,因为手臂长度有限,反手击球空间小,需要配合躯干和下肢运动。

SMASH系统在比赛中为什么还需要使用外部设备?

SMASH系统本身可以在室外依靠机载视觉运行,但比赛具有竞技性质,为了保证稳定性,参赛团队仍需使用外部动捕或外部视觉设备。团队会继续降低对外部设备的依赖,最终只使用机器人自己的眼睛。

这次比赛为什么统一采用智元远征A3机器人?

比赛规则要求统一采用智元远征A3,以尽量消除不同队伍之间的硬件差异,使比赛更公平。港大超维团队也在自研本体,但为了参赛,他们使用A3,并已在其上适配了SMASH算法。

人形机器人相比机械臂打乒乓球有什么优势?

人形机器人保留了与人相似的身体结构,更适合用作训练和陪练,未来可以通过语音指导动作,复现特定运动员的数据和打法。而机械臂的击球动作与人不同,人很难模仿,也难以从动作中预判意图。此外,乒乓球台将人与机器人分隔在两个半区,更容易控制安全风险。

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