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

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2025-05-30 23:19:53 量子位

來和機器狗一起運動吧,，你的羽毛球搭子來了。通過強化學(xué)習(xí),，機器狗學(xué)會了獨立打羽毛球,，無論是在室外還是室內(nèi)都能應(yīng)對自如。

研究人員開發(fā)了全身視覺運動控制策略,，同步控制機器狗的腿部移動和手臂揮拍動作,。最終，機器狗的最高揮拍速度達到了12米/秒,。在與人類選手的比賽中,，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人行為,。該研究在各種環(huán)境中進行了大量實驗,，驗證了四足機器人預(yù)測羽毛球軌跡、有效導(dǎo)航服務(wù)區(qū)域以及對人類球員進行精準(zhǔn)打擊的能力,，證明了足式移動機器人在復(fù)雜和動態(tài)體育場景中的應(yīng)用可行性,。研究團隊來自蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院，相關(guān)論文發(fā)表在《科學(xué)·機器人》雜志上,。

學(xué)會打羽毛球的機器狗配置如下：主體由一個四足ANYmal-D底座和一個動態(tài)手臂DynaArm組成,。它配備了一個帶有全局快門的ZED X立體相機用于羽毛球感知。相機計算出的羽毛球位置和機器人本體感知觀測值一起被輸入到強化學(xué)習(xí)策略中,。然后生成關(guān)鍵指令來控制四足底座,。羽毛球拍相對于腕關(guān)節(jié)呈45°角定向，這是根據(jù)早期仿真測試得出的最佳配置,。在部署過程中,，機器狗以400 Hz的頻率運行,，同時機器人控制策略以100 Hz的速率更新觀測值并發(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量,、狀態(tài)估計和軌跡預(yù)測,，以60 Hz的頻率異步運行。

基于這個配置,，機器狗和人類業(yè)余羽毛球選手進行了比賽。盡管存在一些失誤,，但機器狗能夠根據(jù)不同速度和落點的來球做出適當(dāng)反應(yīng),。平均來說，感知模塊在對手機球后需要花費0.357秒來判斷攔截軌跡,。通常,，羽毛球會在0.654秒后達到四足底座上方1.25米然后被攔截。記錄中,，機器狗從預(yù)測到擊球最快耗時0.367秒,。在官方放出的視頻中，有一次對打進行了10次連續(xù)擊球,。每次擊球后,，機器狗會自動向球場中心移步，類似于人類玩家調(diào)整站位和站姿為下一次擊球做準(zhǔn)備,。

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