11月26日下午,一项吉尼斯(sī)世界(jiè)纪录在上海理(lǐ)工大学诞生——上理工机器智能(néng)研究院助(zhù)理教授(shòu)季云峰和乒乓球(qiú)智能(néng)机器人“小丘”经(jīng)过吉尼斯世界纪(jì)录现场认(rèn)证,凭借6241回合的(de)成绩,创造了“乒乓球人机对战中(zhōng)连续对打次数最多(duō)”的(de)世界纪录。
人机合力创造吉尼斯世(shì)界纪(jì)录
正手击球、反(fǎn)手挡球(qiú)、快速(sù)杀球……在上理工机器智能研究院的(de)实验室里(lǐ)正上演一场(chǎng)乒(pīng)乓球大战(zhàn),而(ér)场上“淡定(dìng)”比赛的选手则是一台智能机器人“小丘”,与(yǔ)之对打的(de)是研究院助理教授季云(yún)峰。
合力创造此次吉尼斯(sī)世界纪(jì)录,季云(yún)峰和“小丘”对战了大约2个小时。“打完我的右手都抬不起来了,要不是我(wǒ)的体力跟不上,‘小丘’也许还能打下去”,这(zhè)项纪(jì)录也体现团队自主研发的(de)智能乒乓球机器人(rén)已具备很强的稳定性(xìng)。团队(duì)希望未来它将成为兼具辅助康疗和娱乐训(xùn)练的机(jī)器人。
0.5秒完成识别(bié)和击球决策
“小丘”有一只6个关节的机械臂,握拍“正(zhèng)手”“反手”击球;机械臂架于两根垂直滑轨,能(néng)够实(shí)现覆盖全桌面的迅速位移;乒乓(pāng)球桌上方还有两只“眼睛(jīng)”——高速(sù)双目视觉系(xì)统能够清晰捕(bǔ)捉球的轨(guǐ)迹(jì);更重要是(shì)“小丘”还有(yǒu)最强(qiáng)大脑,运用(yòng)图像处理和人工(gōng)智能技术,团队的原创算法能够让“小丘”快速“看清”球路,迅(xùn)速作(zuò)出(chū)最优击(jī)球决策(cè)。
据了(le)解,乒乓球的一般飞行速度是5-10米/秒(miǎo),顶级水平的运动员可以打出超过20米/秒的速度,而一张正规乒乓球球桌的长度为2.74米,这就意味着打一(yī)回(huí)合(hé)乒乓球的时(shí)间仅需0.5秒(miǎo)。季云峰解释:“对‘小丘’来说,它的‘眼睛(jīng)’捕捉对手击(jī)球的前半段轨迹,就(jiù)能快速预测后半段走向,作出接球决策。识别、跟踪、预(yù)测以及动作规划,这一(yī)切都在(zài)0.5秒左(zuǒ)右时间内完成,能够以1秒钟250次的速度计(jì)算出乒乓球(qiú)的位置(zhì)和速度,对(duì)机器人处理速度有很高的要求。”
造更便宜更智慧的康养服务机(jī)器人
国内外乒乓(pāng)球机器(qì)人已经发展(zhǎn)了(le)三十(shí)多(duō)年的时间,解决(jué)快速视(shì)觉领域中(zhōng)的跟踪、轨迹预(yù)测以及动作规划(huá)等问题,涉及视觉感(gǎn)知与智能控制等多方面,是具有挑(tiāo)战性和(hé)趣味性的(de)课(kè)题。此次(cì)上理工季云峰(fēng)团队研(yán)发的“小丘”在(zài)连续对(duì)打创造的吉尼斯世界纪录体现性能稳定性,团队(duì)还将进一步提升“小丘”的(de)性能,积(jī)累更多人机对战(zhàn)数据(jù),让“小丘”能够(gòu)更聪(cōng)明、更灵(líng)活、更低成本地为(wéi)人(rén)类健康服务。
“小丘”的(de)击球,短球够短(duǎn),长球够快;落点(diǎn)精准,线路随意(yì);高吊低搓,擦边擦网都能灵活实现(xiàn),可以满足从业余爱好者(zhě)到职(zhí)业运动员不同层次(cì)人(rén)群的技能学习、健身锻炼(liàn)或专业(yè)训练的需要。“相(xiàng)比目前进(jìn)口乒乓球机器人(rén)产品,‘小丘’的(de)造价大约只需要10万元左右,未来加(jiā)载运动(dòng)手环(huán)等(děng)设备,‘小丘’可以实现‘运动处方’的功能,为康复患者或者普通人(rén)制定个性化的(de)、安全科学的康复/运(yùn)动方案(àn)”,季云峰补(bǔ)充道(dào),“接下来我(wǒ)们希望让研究院自主研发的双(shuāng)足机器人‘小贝’与‘小丘(qiū)’‘合体’,打造(zào)出既能平稳双足行走又能灵(líng)活地在乒(pīng)乓(pāng)球台前(qián)打球(qiú)、陪练的机器人。”
打了(le)“10万+”次乒乓球的年轻科研团队
“小(xiǎo)丘”是在张建伟院士的指导下(xià),在研究院师生的帮助支持(chí)下,由季云峰带领(lǐng)4名本科生研(yán)发(fā)的。季云峰从事(shì)乒(pīng)乓球机器人研究(jiū)10余年,牵头制定了(le)国内外第一个《乒乓(pāng)球机器人》标准(zhǔn)(T/CSPSTC 60-2020),申请/授权乒乓(pāng)球机器人相关(guān)发明专(zhuān)利8项,发表国际机器人顶级会议(yì)IROS3篇,发表SCI、EI及核心期(qī)刊论文30余篇。
季云峰本身是90后,实验(yàn)室学生也都是00后(hòu),他们(men)是研究院平均(jun1)年龄最(zuì)小的团队,也是上(shàng)理工乒乓球打(dǎ)得最好(hǎo)的实(shí)验(yàn)室。获得吉(jí)尼斯世界纪录的“小丘(qiū)”背(bèi)后是多达“10万+”次击球数据的训练,都是由季云峰团队一(yī)拍一拍“打”出来的。
有趣的是,季云(yún)峰还是(shì)乒乓球国家一级运动员,去年参加(jiā)了(le)新民晚报红双(shuāng)喜杯乒乓球公(gōng)开赛,团队还取(qǔ)得了好(hǎo)成绩。