11月26日下午(wǔ),一(yī)项吉尼斯世界纪录在(zài)上海理(lǐ)工大(dà)学诞生——上理工机器(qì)智能研(yán)究院助理教(jiāo)授季云峰(fēng)和乒乓球智能机器人“小丘”经过吉尼(ní)斯世界(jiè)纪录(lù)现场认证,凭借6241回合的成绩,创造了“乒乓(pāng)球(qiú)人机对(duì)战中连(lián)续对打次(cì)数最多”的世界纪(jì)录。
人机合(hé)力创造吉尼斯世界纪录
正手击球、反手(shǒu)挡球、快速(sù)杀球……在上理工机器智能研究(jiū)院的实验室里正上(shàng)演一(yī)场乒乓球大战(zhàn),而场上“淡(dàn)定”比赛的选手则是一台智(zhì)能机器人“小丘”,与(yǔ)之对打(dǎ)的是研究院助(zhù)理(lǐ)教授季云峰。
合力创造(zào)此次吉尼斯世界纪录,季(jì)云峰和“小丘”对战了大约(yuē)2个小(xiǎo)时。“打完我的右手都抬不起来了(le),要不是(shì)我(wǒ)的体力跟不(bú)上,‘小丘(qiū)’也许还能打(dǎ)下去”,这项纪录也体现团队(duì)自(zì)主研发的智能(néng)乒乓球机器(qì)人已具备很强的稳定性。团队(duì)希(xī)望未(wèi)来它将成为兼具辅助(zhù)康疗(liáo)和娱乐训练的机器人。
0.5秒完成识(shí)别(bié)和击球决策
“小丘”有一(yī)只6个(gè)关节的机械臂,握拍“正手”“反手”击球;机械(xiè)臂架于(yú)两根垂直滑轨,能(néng)够实(shí)现覆盖全桌面(miàn)的迅速位移(yí);乒乓球桌上方还有两(liǎng)只“眼睛(jīng)”——高速双目(mù)视觉系(xì)统(tǒng)能够清晰捕(bǔ)捉球的(de)轨迹;更(gèng)重要(yào)是“小丘”还有最强(qiáng)大(dà)脑,运用(yòng)图像处理和人工智能技术,团队的原创算法能(néng)够(gòu)让“小丘”快速“看清”球(qiú)路,迅速作出最优击球(qiú)决策。
据了解,乒(pīng)乓球的(de)一般飞行速度是(shì)5-10米/秒,顶(dǐng)级水(shuǐ)平的运动员可(kě)以(yǐ)打出超过20米(mǐ)/秒的(de)速度(dù),而一张正规乒乓球(qiú)球桌的长(zhǎng)度为2.74米,这就(jiù)意味着打一回合乒乓(pāng)球的时间仅需0.5秒(miǎo)。季(jì)云峰解释:“对‘小丘’来说,它的‘眼睛(jīng)’捕(bǔ)捉对手击球的(de)前半段轨迹,就能快速(sù)预测后半段走向,作出接球(qiú)决策。识别(bié)、跟踪(zōng)、预测以(yǐ)及动作规划,这一(yī)切(qiē)都在(zài)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(pāng)球的位置(zhì)和速度,对机器人处(chù)理速度有很(hěn)高的要求(qiú)。”
造更便宜更(gèng)智(zhì)慧的康养(yǎng)服务机(jī)器人
国内外乒乓球机器人已经(jīng)发(fā)展(zhǎn)了三十多年的时间,解决快速视(shì)觉(jiào)领域中的(de)跟踪、轨迹预(yù)测以及(jí)动作(zuò)规划等问(wèn)题,涉(shè)及视觉感知与智(zhì)能控制等(děng)多方面(miàn),是具有挑战(zhàn)性和趣味性的(de)课(kè)题(tí)。此次上理工季(jì)云峰(fēng)团(tuán)队研发(fā)的“小(xiǎo)丘”在(zài)连续对打创造(zào)的吉尼斯世(shì)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(jī)对战数(shù)据,让(ràng)“小丘(qiū)”能够更(gèng)聪明、更灵活、更低成(chéng)本地为人类健康服务。
“小丘”的击球,短球够短,长球(qiú)够快;落点精准,线路随(suí)意;高(gāo)吊低搓,擦边擦网都能灵活实现,可(kě)以(yǐ)满足从业余爱(ài)好者到职业运动员不(bú)同层次人(rén)群(qún)的技(jì)能学(xué)习(xí)、健身锻炼或专业训练的需要。“相比目前进(jìn)口乒乓球机器人产品,‘小丘’的造价大约只需要(yào)10万(wàn)元(yuán)左右(yòu),未来加载(zǎi)运动手环(huán)等设备(bèi),‘小丘’可以实现‘运动处方’的功能(néng),为康(kāng)复(fù)患者或者(zhě)普通人制定个性化的、安全科(kē)学的康复/运动方案(àn)”,季云峰补充道,“接(jiē)下来我(wǒ)们希望让研究院自主研(yán)发(fā)的双足机器人(rén)‘小贝’与‘小丘’‘合体’,打(dǎ)造出既(jì)能平稳双(shuāng)足行走又能灵活(huó)地在(zài)乒(pīng)乓球台前打球、陪练(liàn)的机器人。”
打了“10万+”次乒乓球的(de)年(nián)轻科研团队
“小丘”是在张建(jiàn)伟院士的指(zhǐ)导下,在研究院师生的帮(bāng)助支持(chí)下,由季云峰(fēng)带领4名(míng)本(běn)科生研发(fā)的。季云峰(fēng)从事(shì)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(jī)器人》标(biāo)准(zhǔn)(T/CSPSTC 60-2020),申请/授(shòu)权乒乓(pāng)球机器(qì)人相关发明专(zhuān)利8项(xiàng),发表国际机器人顶级(jí)会议IROS3篇(piān),发表SCI、EI及核心期刊论文30余(yú)篇(piān)。
季(jì)云峰本身是90后,实验室(shì)学生(shēng)也都(dōu)是00后,他们是研究院平均年龄最小的团(tuán)队,也是上理工乒乓球打得最好的实验室。获得吉尼斯(sī)世界纪录的“小丘”背后是多达“10万+”次(cì)击球数据的训(xùn)练,都是由(yóu)季云峰团(tuán)队一拍一(yī)拍“打”出来的。
有趣的是,季云峰还是乒乓球国家(jiā)一级运动员,去(qù)年(nián)参(cān)加了新民晚报红双喜杯乒乓球公开赛,团队还取得(dé)了好(hǎo)成绩。