四足機(jī)器人與人打羽毛球

這個(gè)有四條腿的機(jī)器人通過觀察和模仿人類的動(dòng)作、擊打羽毛球以及與人互動(dòng)來學(xué)習(xí)打羽毛球。

打羽毛球的機(jī)器人。圖片來源：2025 Yuntao 馬，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室

瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)機(jī)器人專家小組開發(fā)、制造并測(cè)試了一種能夠與人類對(duì)手打羽毛球的四足機(jī)器人。研究人員采用了基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的控制器，使機(jī)器人能夠在比賽中跟蹤、預(yù)測(cè)羽毛球的運(yùn)動(dòng)并做出反應(yīng)。這項(xiàng)工作展示了多足機(jī)器人參與快節(jié)奏、動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)環(huán)境的潛力。

羽毛球是一種類似于網(wǎng)球的球拍運(yùn)動(dòng)，主要區(qū)別在于使用羽毛球而不是網(wǎng)球。目標(biāo)保持不變：將羽毛球越過球網(wǎng)，擊向位于球場(chǎng)對(duì)面的對(duì)手。掌握羽毛球需要敏捷的步法快速到達(dá)最佳位置，精確的手臂和手部協(xié)調(diào)以準(zhǔn)確擊打羽毛球并將其發(fā)送到目標(biāo)位置。為機(jī)器人配備這些功能需要進(jìn)行幾次專門的調(diào)整。

主要的適應(yīng)是為機(jī)器人配備四條腿，而不是人類使用的兩條腿。這種設(shè)計(jì)為機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)提供了更大的穩(wěn)定性和靈活性。為了實(shí)現(xiàn)這些功能，研究人員為機(jī)器人配備了立體攝像頭和動(dòng)態(tài)手臂。他們還實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的控制器，以幫助機(jī)器人有效地定位自身并準(zhǔn)確響應(yīng)羽毛球的軌跡。

此外，該團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了一個(gè)“感知噪聲模型”，將實(shí)時(shí)攝像頭數(shù)據(jù)與訓(xùn)練期間收集的信息進(jìn)行比較。此功能允許機(jī)器人執(zhí)行類似人類的羽毛球動(dòng)作，例如跟進(jìn)擊球和投球（向前或向后傾斜其底部），以保持對(duì)羽毛球的持續(xù)跟蹤。

測(cè)試證明訓(xùn)練是成功的，因?yàn)閳F(tuán)隊(duì)命名為 ANYmal-D 的機(jī)器人能夠有效地在球場(chǎng)上導(dǎo)航，并與人類球員保持長(zhǎng)達(dá) 10 次連續(xù)擊球。