中國(guó)研制快速連續(xù)反應(yīng)仿人機(jī)器人“悟”“空”

一米六的身高、55公斤體重，不僅像人一樣有頭有身子、有手有腳，同時(shí)還身披中式馬甲，頂著壽桃狀的發(fā)型――這就是中國(guó)科學(xué)家最新研制出的大型仿人機(jī)器人。他們不僅“長(zhǎng)得”像人，而且打起中國(guó)的國(guó)球乒乓球來(lái)也有模有樣。

9日，仿人機(jī)器人“悟”和“空”在浙江大學(xué)智能系統(tǒng)與控制研究所一張標(biāo)準(zhǔn)的乒乓桌前正式向世人亮相，并開(kāi)始了他們的首次乒乓球“公開(kāi)對(duì)決賽”。這是目前世界上首個(gè)宣布研制成功的、具有快速連續(xù)反應(yīng)能力的仿人機(jī)器人。

乒乓球從球桌的這頭到那頭，時(shí)間不到一秒，要成功回球，運(yùn)動(dòng)員憑的是經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)，“悟”和“空”靠的卻是一套復(fù)雜的識(shí)別系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、計(jì)算系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。“對(duì)手”擊球的瞬間，機(jī)器人對(duì)面的攝像機(jī)以每秒120幅圖像的速度捕捉球的運(yùn)動(dòng)軌跡，并在瞬間把信息回傳給機(jī)器人的“眼睛”，通過(guò)“大腦”的快速處理，機(jī)器人在瞬間就完成了對(duì)球的位置、速度、角度、運(yùn)動(dòng)軌跡和落點(diǎn)的計(jì)算，并計(jì)算出最優(yōu)的應(yīng)對(duì)路線和最佳回球姿勢(shì)，整個(gè)反應(yīng)時(shí)間在50－100毫秒之間。最后的0.4秒，機(jī)器人揮動(dòng)手臂，把球準(zhǔn)確地送向了對(duì)方，對(duì)落點(diǎn)的判斷誤差不到2.5厘米。

浙江大學(xué)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室主任熊蓉介紹，作為科技部863計(jì)劃的重點(diǎn)課題，“悟”和“空”是課題組歷時(shí)4年研制成功的。作為第三代仿人機(jī)器人，“悟”和“空”更加完美：他們不僅外形、體重和真人無(wú)異，而且全身?yè)碛?0個(gè)可以各司其職、自由活動(dòng)的關(guān)節(jié)，僅手臂就能做7個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，十分靈活。

不僅如此，機(jī)器人還采用了中國(guó)第一個(gè)工業(yè)自動(dòng)化國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)――以太網(wǎng)實(shí)時(shí)控制技術(shù)(EPA)，使機(jī)器人的反應(yīng)速度更快。另外，機(jī)器人的精準(zhǔn)識(shí)別、預(yù)測(cè)、建模和反應(yīng)能力也很強(qiáng)。“有的時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人的表現(xiàn)甚至超乎你的想象！”研發(fā)人員朱秋國(guó)說(shuō)。

“悟”和“空”甚至還可以和真人對(duì)打，并且十分友好。記者在和他們對(duì)打時(shí)發(fā)現(xiàn)，記者去球快些，他揮拍時(shí)就速度放慢些，去球高些，他回球時(shí)就稍微壓低一點(diǎn)，不僅能夠控制節(jié)奏，還總能把球回到讓你最舒服的地方。“他們和人對(duì)決的最高記錄是144個(gè)會(huì)合。”研發(fā)人員章逸豐博士說(shuō)，機(jī)器人的連續(xù)反應(yīng)速度和精準(zhǔn)識(shí)別能力也時(shí)常帶給他們驚喜。

“目前，我們的機(jī)器人只能實(shí)現(xiàn)行走和正常的乒乓球?qū)Υ?，未?lái)，我們將進(jìn)一步提高他們的運(yùn)動(dòng)速度和在移動(dòng)中接發(fā)球的能力，并進(jìn)一步拓展接球難度。”熊蓉說(shuō)。