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上理工乒乓球人机对打获吉尼斯世界纪录认证

2021/11/29上海体育99

11月26日下午,一项吉尼斯世界纪录在上海理工大学诞生——上理工机器智能研究院助理教授季云峰和乒乓球智能机器人“小丘”经过吉尼斯世界纪录现场认证,凭借6241回合的成绩,创造了“乒乓球人机对战中连续对打次数最多”的世界纪录。


乒乓机器人


人机合力创造吉尼斯世界纪录


正手击球、反手挡球、快速杀球……在上理工机器智能研究院的实验室里正上演一场乒乓球大战,而场上“淡定”比赛的选手则是一台智能机器人“小丘”,与之对打的是研究院助理教授季云峰。


合力创造此次吉尼斯世界纪录,季云峰和“小丘”对战了大约2个小时。“打完我的右手都抬不起来了,要不是我的体力跟不上,‘小丘’也许还能打下去”,这项纪录也体现团队自主研发的智能乒乓球机器人已具备很强的稳定性。团队希望未来它将成为兼具辅助康疗和娱乐训练的机器人。


0.5秒完成识别和击球决策


“小丘”有一只6个关节的机械臂,握拍“正手”“反手”击球;机械臂架于两根垂直滑轨,能够实现覆盖全桌面的迅速位移;乒乓球桌上方还有两只“眼睛”——高速双目视觉系统能够清晰捕捉球的轨迹;更重要是“小丘”还有最强大脑,运用图像处理和人工智能技术,团队的原创算法能够让“小丘”快速“看清”球路,迅速作出最优击球决策。


据了解,乒乓球的一般飞行速度是5-10米/秒,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,这就意味着打一回合乒乓球的时间仅需0.5秒。季云峰解释:“对‘小丘’来说,它的‘眼睛’捕捉对手击球的前半段轨迹,就能快速预测后半段走向,作出接球决策。识别、跟踪、预测以及动作规划,这一切都在0.5秒左右时间内完成,能够以1秒钟250次的速度计算出乒乓球的位置和速度,对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器人


国内外乒乓球机器人已经发展了三十多年的时间,解决快速视觉领域中的跟踪、轨迹预测以及动作规划等问题,涉及视觉感知与智能控制等多方面,是具有挑战性和趣味性的课题。此次上理工季云峰团队研发的“小丘”在连续对打创造的吉尼斯世界纪录体现性能稳定性,团队还将进一步提升“小丘”的性能,积累更多人机对战数据,让“小丘”能够更聪明、更灵活、更低成本地为人类健康服务。


“小丘”的击球,短球够短,长球够快;落点精准,线路随意;高吊低搓,擦边擦网都能灵活实现,可以满足从业余爱好者到职业运动员不同层次人群的技能学习、健身锻炼或专业训练的需要。“相比目前进口乒乓球机器人产品,‘小丘’的造价大约只需要10万元左右,未来加载运动手环等设备,‘小丘’可以实现‘运动处方’的功能,为康复患者或者普通人制定个性化的、安全科学的康复/运动方案”,季云峰补充道,“接下来我们希望让研究院自主研发的双足机器人‘小贝’与‘小丘’‘合体’,打造出既能平稳双足行走又能灵活地在乒乓球台前打球、陪练的机器人。”


打了“10万+”次乒乓球的年轻科研团队


“小丘”是在张建伟院士的指导下,在研究院师生的帮助支持下,由季云峰带领4名本科生研发的。季云峰从事乒乓球机器人研究10余年,牵头制定了国内外第一个《乒乓球机器人》标准(T/CSPSTC 60-2020),申请/授权乒乓球机器人相关发明专利8项,发表国际机器人顶级会议IROS3篇,发表SCI、EI及核心期刊论文30余篇。


季云峰本身是90后,实验室学生也都是00后,他们是研究院平均年龄最小的团队,也是上理工乒乓球打得最好的实验室。获得吉尼斯世界纪录的“小丘”背后是多达“10万+”次击球数据的训练,都是由季云峰团队一拍一拍“打”出来的。


有趣的是,季云峰还是乒乓球国家一级运动员,去年参加了新民晚报红双喜杯乒乓球公开赛,团队还取得了好成绩。



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关键词: 智能机器人 乒乓机器人

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