機(jī)器狗能當(dāng)羽毛球搭子了強(qiáng)化學(xué)習(xí)助力精準(zhǔn)擊球

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2025-05-30 23:19:53 量子位

來(lái)和機(jī)器狗一起運(yùn)動(dòng)吧，你的羽毛球搭子來(lái)了。通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí),，機(jī)器狗學(xué)會(huì)了獨(dú)立打羽毛球,，無(wú)論是在室外還是室內(nèi)都能應(yīng)對(duì)自如。

機(jī)器狗能當(dāng)羽毛球搭子了

研究人員開(kāi)發(fā)了全身視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制策略，同步控制機(jī)器狗的腿部移動(dòng)和手臂揮拍動(dòng)作。最終，機(jī)器狗的最高揮拍速度達(dá)到了12米/秒,。在與人類(lèi)選手的比賽中，某一回合連續(xù)擊球10次,，甚至出現(xiàn)了擊球后回位中心的類(lèi)人行為,。該研究在各種環(huán)境中進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了四足機(jī)器人預(yù)測(cè)羽毛球軌跡,、有效導(dǎo)航服務(wù)區(qū)域以及對(duì)人類(lèi)球員進(jìn)行精準(zhǔn)打擊的能力,，證明了足式移動(dòng)機(jī)器人在復(fù)雜和動(dòng)態(tài)體育場(chǎng)景中的應(yīng)用可行性。研究團(tuán)隊(duì)來(lái)自蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院,，相關(guān)論文發(fā)表在《科學(xué)·機(jī)器人》雜志上,。

機(jī)器狗能當(dāng)羽毛球搭子了強(qiáng)化學(xué)習(xí)助力精準(zhǔn)擊球

學(xué)會(huì)打羽毛球的機(jī)器狗配置如下：主體由一個(gè)四足ANYmal-D底座和一個(gè)動(dòng)態(tài)手臂DynaArm組成。它配備了一個(gè)帶有全局快門(mén)的ZED X立體相機(jī)用于羽毛球感知,。相機(jī)計(jì)算出的羽毛球位置和機(jī)器人本體感知觀測(cè)值一起被輸入到強(qiáng)化學(xué)習(xí)策略中,。然后生成關(guān)鍵指令來(lái)控制四足底座。羽毛球拍相對(duì)于腕關(guān)節(jié)呈45°角定向,，這是根據(jù)早期仿真測(cè)試得出的最佳配置,。在部署過(guò)程中，機(jī)器狗以400 Hz的頻率運(yùn)行,，同時(shí)機(jī)器人控制策略以100 Hz的速率更新觀測(cè)值并發(fā)送關(guān)節(jié)位置指令,。系統(tǒng)的感知模塊包括羽毛球位置測(cè)量,、狀態(tài)估計(jì)和軌跡預(yù)測(cè),，以60 Hz的頻率異步運(yùn)行,。

機(jī)器狗能當(dāng)羽毛球搭子了強(qiáng)化學(xué)習(xí)助力精準(zhǔn)擊球

基于這個(gè)配置，機(jī)器狗和人類(lèi)業(yè)余羽毛球選手進(jìn)行了比賽,。盡管存在一些失誤,，但機(jī)器狗能夠根據(jù)不同速度和落點(diǎn)的來(lái)球做出適當(dāng)反應(yīng)。平均來(lái)說(shuō),，感知模塊在對(duì)手機(jī)球后需要花費(fèi)0.357秒來(lái)判斷攔截軌跡,。通常，羽毛球會(huì)在0.654秒后達(dá)到四足底座上方1.25米然后被攔截,。記錄中,，機(jī)器狗從預(yù)測(cè)到擊球最快耗時(shí)0.367秒。在官方放出的視頻中,，有一次對(duì)打進(jìn)行了10次連續(xù)擊球,。每次擊球后，機(jī)器狗會(huì)自動(dòng)向球場(chǎng)中心移步,，類(lèi)似于人類(lèi)玩家調(diào)整站位和站姿為下一次擊球做準(zhǔn)備,。

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機(jī)器狗能當(dāng)羽毛球搭子了 強(qiáng)化學(xué)習(xí)助力精準(zhǔn)擊球

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