11月26日下午,一項(xiàng)吉尼斯世界紀(jì)錄在上海理工大學(xué)誕生——上理工機(jī)器智能研究院助理教授季云峰和乒乓球智能機(jī)器人“小丘”經(jīng)過吉尼斯世界紀(jì)錄現(xiàn)場認(rèn)證,憑借6241回合的成績,創(chuàng)造了“乒乓球人機(jī)對戰(zhàn)中連續(xù)對打次數(shù)最多”的世界紀(jì)錄。
人機(jī)合力創(chuàng)造吉尼斯世界紀(jì)錄
正手擊球、反手擋球、快速殺球……在上理工機(jī)器智能研究院的實(shí)驗(yàn)室里正上演一場乒乓球大戰(zhàn),而場上“淡定”比賽的選手則是一臺(tái)智能機(jī)器人“小丘”,與之對打的是研究院助理教授季云峰。
合力創(chuàng)造此次吉尼斯世界紀(jì)錄,季云峰和“小丘”對戰(zhàn)了大約2個(gè)小時(shí)?!按蛲晡业挠沂侄继Р黄饋砹?,要不是我的體力跟不上,‘小丘’也許還能打下去”,這項(xiàng)紀(jì)錄也體現(xiàn)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的智能乒乓球機(jī)器人已具備很強(qiáng)的穩(wěn)定性。團(tuán)隊(duì)希望未來它將成為兼具輔助康療和娛樂訓(xùn)練的機(jī)器人。
0.5秒完成識(shí)別和擊球決策
“小丘”有一只6個(gè)關(guān)節(jié)的機(jī)械臂,握拍“正手”“反手”擊球;機(jī)械臂架于兩根垂直滑軌,能夠?qū)崿F(xiàn)覆蓋全桌面的迅速位移;乒乓球桌上方還有兩只“眼睛”——高速雙目視覺系統(tǒng)能夠清晰捕捉球的軌跡;更重要是“小丘”還有最強(qiáng)大腦,運(yùn)用圖像處理和人工智能技術(shù),團(tuán)隊(duì)的原創(chuàng)算法能夠讓“小丘”快速“看清”球路,迅速作出最優(yōu)擊球決策。
據(jù)了解,乒乓球的一般飛行速度是5-10米/秒,頂級水平的運(yùn)動(dòng)員可以打出超過20米/秒的速度,而一張正規(guī)乒乓球球桌的長度為2.74米,這就意味著打一回合乒乓球的時(shí)間僅需0.5秒。季云峰解釋:“對‘小丘’來說,它的‘眼睛’捕捉對手擊球的前半段軌跡,就能快速預(yù)測后半段走向,作出接球決策。識(shí)別、跟蹤、預(yù)測以及動(dòng)作規(guī)劃,這一切都在0.5秒左右時(shí)間內(nèi)完成,能夠以1秒鐘250次的速度計(jì)算出乒乓球的位置和速度,對機(jī)器人處理速度有很高的要求?!?/span>
造更便宜更智慧的康養(yǎng)服務(wù)機(jī)器人
國內(nèi)外乒乓球機(jī)器人已經(jīng)發(fā)展了三十多年的時(shí)間,解決快速視覺領(lǐng)域中的跟蹤、軌跡預(yù)測以及動(dòng)作規(guī)劃等問題,涉及視覺感知與智能控制等多方面,是具有挑戰(zhàn)性和趣味性的課題。此次上理工季云峰團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“小丘”在連續(xù)對打創(chuàng)造的吉尼斯世界紀(jì)錄體現(xiàn)性能穩(wěn)定性,團(tuán)隊(duì)還將進(jìn)一步提升“小丘”的性能,積累更多人機(jī)對戰(zhàn)數(shù)據(jù),讓“小丘”能夠更聰明、更靈活、更低成本地為人類健康服務(wù)。
“小丘”的擊球,短球夠短,長球夠快;落點(diǎn)精準(zhǔn),線路隨意;高吊低搓,擦邊擦網(wǎng)都能靈活實(shí)現(xiàn),可以滿足從業(yè)余愛好者到職業(yè)運(yùn)動(dòng)員不同層次人群的技能學(xué)習(xí)、健身鍛煉或?qū)I(yè)訓(xùn)練的需要。“相比目前進(jìn)口乒乓球機(jī)器人產(chǎn)品,‘小丘’的造價(jià)大約只需要10萬元左右,未來加載運(yùn)動(dòng)手環(huán)等設(shè)備,‘小丘’可以實(shí)現(xiàn)‘運(yùn)動(dòng)處方’的功能,為康復(fù)患者或者普通人制定個(gè)性化的、安全科學(xué)的康復(fù)/運(yùn)動(dòng)方案”,季云峰補(bǔ)充道,“接下來我們希望讓研究院自主研發(fā)的雙足機(jī)器人‘小貝’與‘小丘’‘合體’,打造出既能平穩(wěn)雙足行走又能靈活地在乒乓球臺(tái)前打球、陪練的機(jī)器人?!?/span>
打了“10萬+”次乒乓球的年輕科研團(tuán)隊(duì)
“小丘”是在張建偉院士的指導(dǎo)下,在研究院師生的幫助支持下,由季云峰帶領(lǐng)4名本科生研發(fā)的。季云峰從事乒乓球機(jī)器人研究10余年,牽頭制定了國內(nèi)外第一個(gè)《乒乓球機(jī)器人》標(biāo)準(zhǔn)(T/CSPSTC 60-2020),申請/授權(quán)乒乓球機(jī)器人相關(guān)發(fā)明專利8項(xiàng),發(fā)表國際機(jī)器人頂級會(huì)議IROS3篇,發(fā)表SCI、EI及核心期刊論文30余篇。
季云峰本身是90后,實(shí)驗(yàn)室學(xué)生也都是00后,他們是研究院平均年齡最小的團(tuán)隊(duì),也是上理工乒乓球打得最好的實(shí)驗(yàn)室。獲得吉尼斯世界紀(jì)錄的“小丘”背后是多達(dá)“10萬+”次擊球數(shù)據(jù)的訓(xùn)練,都是由季云峰團(tuán)隊(duì)一拍一拍“打”出來的。
有趣的是,季云峰還是乒乓球國家一級運(yùn)動(dòng)員,去年參加了新民晚報(bào)紅雙喜杯乒乓球公開賽,團(tuán)隊(duì)還取得了好成績。