正手擊球、反手擋球、快速殺球……上海理工大學機器智能研究院的實驗室里正上演一場乒乓球大戰,而場上“淡定”比賽的選手卻是一臺智能機器人“小丘”,與之對打的則是它的“生父”之一、研究院老師季云峰。11月26日,經過吉尼斯世界紀錄現場認證,“小丘”憑借6241次的成績,創造了“乒乓球人機對戰中連續對打次數最多”的世界紀錄。校黨委副書記、副校長盛春出席并致辭。中國首位吉尼斯紀錄認證官吳曉紅女士為季云峰頒發認證證書。
盛春致辭
吳曉紅為季云峰頒發吉尼斯紀錄認證證書
據了解,“小丘”是在張建偉院士的指導下,在研究院師生的幫助支持下,由季云峰帶領數名新工科學生研制出來的。剛“出生”的時候,“小丘”還相當于一個初學乒乓球的“小朋友”,團隊并沒有滿足于當時的成果,而是希望賦予它“輔助康療為主、娛樂訓練為輔”的更優功能,歷經三年的潛心研究才有了今日的升級版“小丘”。
季云峰與團隊成員合影
或許有人會說,我家社區就有“會打乒乓球”的機器人,然而事實是市面上的類似產品都是固定機位發球或者生硬回擊球,難以實現“真正”的人機對打。那為何這個看起來僅僅像是乒乓球桌上安了一只機械臂的“小丘”機器人,能收放自如、成為乒乓球對打“高手”呢?原來,這都源于團隊在結構設計、算法、視覺、控制等多方面開展的創新研究。
機器智能研究院執行院長李清都主持發布會
為了讓“小丘”能精準且快速地識別來球,團隊創建了創新高速雙目視覺系統,相對于高斯濾波、全圖霍夫圓檢測耗時較多的傳統圖像處理方法,該系統的動態區域ROI、幀差、機器學習的耗時不到1ms,能夠以1秒鐘250次的速度計算出乒乓球的位置和速度,大大提高了對乒乓球三維定位跟蹤以及飛行軌跡的精準預測。為了配合該系統,研究團隊將6臺攝像機兩兩分組分置于各側,分別承擔起球體空間定位、人體動作識別和小球轉速識別的任務,為系統這一指揮中樞提供信息來源。在賦予“小丘”“眼觀六路”功能的同時,還得讓它臂膀靈活、收放自如,為此團隊把雅克比矩陣關節空間軌跡規劃、五次多項式控制速度和加速度等理論應用到控制系統之中。
季云峰與“小丘”對戰
媒體記者體驗與“小丘”對打
如今,小丘已經能在0.5秒內完成識別、預測、判斷、控制等一系列動作,并且在與季云峰對打的將近2個小時中表現出了極強的穩定性。“‘小丘’目前比較適應我的打球習慣,可能換個陌生人會需要重新磨合一下,但是它是一個具有自主學習能力的機器人,長時間對打可以存儲使用者的數據并逐步適應使用者的打球習慣,我們接下來可以給‘小丘’加入心率血氧體征采集、康復訓練計劃制定、個性化康復訓練等功能,為亞健康人群定制‘個性化運動處方’。”季云峰談到。談及“小丘”的發展方向,他表示:“創造吉尼斯世界紀錄是小丘成長路上的第一個里程碑,接下來我們希望讓研究院自主研發的雙足機器人‘小貝’與‘小丘’‘合體’,打造出既能平穩雙足行走又能靈活地在乒乓球臺前打球、陪練的機器人。”
發布會現場
合影留念
乒乓動量機器人(昆山)有限公司董事程勝,學校相關職能部門負責人、學院黨政負責人代表、師生代表參加活動。