在科技與自然運動的奇妙交匯中,一項令人矚目的創新成果正悄然改變我們對機器人能力的認知。近日,瑞士蘇黎世聯邦理工學院的研究團隊在國際權威期刊上發表了一項關于新型足式機器人的突破性進展。這款機器人不僅能夠預測羽毛球的飛行軌跡,還能在動態環境中靈活調整位置,精準完成擊球動作,仿佛一位技藝高超的羽毛球運動員。
羽毛球,這項以速度著稱的運動,對運動員的預判、跑位和揮拍技巧提出了極高要求。而蘇黎世聯邦理工學院的研究團隊,卻選擇將這一挑戰交給了他們的機器人“選手”。通過設定不同難度的擊打目標,研究團隊逐步檢驗并提升了機器人的性能,使其能夠在復雜多變的比賽環境中游刃有余。
為了實現這一目標,研究團隊首先解決了機器人“看得清”的問題。他們開發了感知噪聲模型,以量化機器人運動狀態對目標追蹤的影響,從而提高了機器人在動態模糊、目標遮擋等干擾條件下的追蹤能力。即使羽毛球因高速運動或遮擋短暫消失,機器人也能基于歷史運動軌跡持續預測其位置,確保擊球動作的準確性。
然而,僅有清晰的視覺追蹤還遠遠不夠。要讓機器人“動得準”,研究團隊還需要解決移動與操作任務的協同問題。他們創新性地提出了一個基于強化學習的統一控制框架,將主動感知、移動和操作功能整合為一體。這一技術使得機器人能夠同步協調周身多個關節的運動,自主調整步態和擊球方式,從而在測試中實現了與人類對手進行連續對打的高成功率。
盡管機器人已經展現出了令人矚目的能力,但其感知和反應速度仍有提升的空間。研究團隊計劃通過集成更多傳感器、融合多種傳感模式并優化視覺算法等方式,進一步提升機器人的性能。他們相信,這一成果未來有望應用于更多需要快速響應和全身協調的復雜場景,如災難響應、人機協作等。
對此,中國社會科學院中國式現代化研究院的研究員李曉華表示:“足式機器人相較于輪式和履帶式機器人具有更強的通用性,能夠適應更廣泛的應用場景。隨著人工智能與機器人本體技術的深度融合和規模化生產成本的降低,功能更強大、價格更低廉的足式機器人將在工業、休閑娛樂、居家生活、養老照護等領域獲得廣泛應用,成為推動國民經濟發展的新興產業。”