这是一场特别的乒乓球比赛：双方选手是一台智能机器人“小丘”，和它的“生父”之一、上理工机器智能研究院研究院讲师季云峰。11月26日，在上海理工大学，经过吉尼斯世界纪录现场认证，“小丘”凭借6241次的成绩，创造了“乒乓球人机对战中连续对打次数最多”的世界纪录。
0.5秒快速反应，超强稳定性连续对打两个多小时
正手击球、反手挡球、快速杀球……“小丘”能在0.5秒内完成识别、预测、判断、控制等一系列动作，并且在与季云峰对打的将近2个小时中。表现出了极强的稳定性。
或许有人会说，我家社区就有“会打乒乓球”的机器人，然而，目前市面上的类似产品都是固定机位发球或者生硬回击球，难以实现“真正”的人机对打。为何“小丘”机器人能收放自如、成为乒乓球对打“高手”呢？原来，这都源于团队在结构设计、算法、视觉、控制等多方面开展的创新研究。
为了让“小丘”能精准且快速地识别来球，团队创建了创新高速双目视觉系统。相对于传统图像处理方法，该系统能够以1秒钟250次的速度计算出乒乓球的位置和速度，大大提高了对乒乓球三维定位跟踪以及飞行轨迹的精准预测。
为了配合该系统，研究团队将六台摄像机两两分组分置于各侧，分别承担起球体空间定位、人体动作识别和小球转速识别的任务，为系统这一指挥中枢提供信息来源。
在赋予“小丘”“眼观六路”功能的同时，还得让它臂膀灵活、收放自如，为此团队把雅克比矩阵关节空间轨迹规划、五次多项式控制速度和加速度等理论应用到控制系统之中。
陪练机器人前景广阔，为亚健康人群定制“运动处方”
据了解，“小丘”是在张建伟院士的指导下，在研究院师生的帮助支持下，由季云峰带领数名新工科学生研制出来的。
“‘小丘’目前比较适应我的打球习惯，可能换个陌生人会需要重新磨合。不过，它是一个具有自主学习能力的机器人，长时间对打可以存储使用者的数据并逐步适应使用者的打球习惯。”季云峰告诉记者，相比同类进口产品，“小丘”的样机造价仅10万元，“接下来，我们还计划给‘小丘’加入心率血氧体征采集、康复训练计划制定、个性化康复训练等功能，为亚健康人群定制‘运动处方’。”
他表示：“我们希望让研究院此前自主研发的双足机器人‘小贝’与‘小丘’‘合体’，打造出既能平稳双足行走又能灵活地在乒乓球台前打球、陪练的机器人。”
来源：文汇 记者：储舒婷
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