機器狗能當羽毛球搭子了強化學習助力精準擊球(2)

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2025-05-30 23:19:53 量子位

機器狗能當羽毛球搭子了強化學習助力精準擊球

在給定真實感知的情況下,，研究人員評估了在指令揮拍時間到達攔截位置0.1米范圍內(nèi)的擊球百分比。仿真結(jié)果表明,，在發(fā)球區(qū)，機器狗攔截來球幾乎一攔一個準,，失敗率可忽略不計,。但在發(fā)球區(qū)邊界或羽毛球直接落在機器狗身后時，預測羽毛球軌跡并成功攔截就變得非常困難,。當羽毛球從正上方或正后方接近機器狗時,，它必須直接向上俯仰，這對機器狗來說很有難度,。執(zhí)行10m/s的揮拍速度時,，機器狗基本都能跟蹤指令速度；速度超過10m/s時,，精度就會下降,。當命令其以19m/s揮拍時，機器狗出現(xiàn)了最高執(zhí)行速度,，即12.06m/s,。相比之下，業(yè)余羽毛球運動員可以達到20m/s至30m/s的揮拍速度,。系統(tǒng)在接近其電流和關節(jié)速度極限的情況下運行以實現(xiàn)這些指令,。更高的指令速度導致基座角速度增加，表明基座姿態(tài)控制與操作器揮動之間存在耦合,。球拍在指令的擊球時刻精確到達其最近點,。在指令12m/s揮拍時，機器狗執(zhí)行的平均揮拍速度為10.8m/s,，平均位置誤差為0.117米,。換句話說，當球拍以目標速度移動時,，僅有0.0108秒的偏移,。

機器狗能當羽毛球搭子了強化學習助力精準擊球

在整個羽毛球大戰(zhàn)中，機器狗會自主學習動態(tài)調(diào)整相機姿態(tài),，根據(jù)任務緊迫性動態(tài)調(diào)整步態(tài),，包括短距離微調(diào)姿態(tài)、中距離不規(guī)則步態(tài),、長距離類疾馳步態(tài)等,。例如，它以快跑進行遠距離快速攔截,，并在近距離回擊時穩(wěn)定,，動態(tài)協(xié)調(diào)手臂和腿部,。

機器狗能當羽毛球搭子了強化學習助力精準擊球

打羽毛球的難點在于需要復雜的步法和上肢運動之間的相互協(xié)調(diào)。對機器狗來說,，這也是一項需要精確協(xié)調(diào)感知,、移動和手臂揮動的任務。更進一步來說,，需要在動態(tài)環(huán)境中協(xié)調(diào)下肢與上肢之間的運動,，并使肢體控制與感知對齊。這不僅依賴于硬件,，還取決于控制算法,。當前控制器和硬件存在不足，而羽毛球?qū)Ω兄?、移動和操作之間復雜的相互作用提出了極高的要求,，需要平衡“快速響應的移動”與“精確的手臂運動”。

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