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

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米范圍內的擊球百分比,。仿真結果表明,，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,。

在整個羽毛球大戰(zhàn)中,，機器狗會自主學習動態(tài)調整相機姿態(tài)，根據任務緊迫性動態(tài)調整步態(tài),，包括短距離微調姿態(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)調手臂和腿部,。

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。對機器狗來說，這也是一項需要精確協(xié)調感知,、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,，而羽毛球對感知、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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