科技/有片|清華大學研人形機械人學打網球 新系統自主擊球成功率近九成

[星島綜合報道] 機械人能否像人類一樣進行高難度運動,一直是人工智能領域的重要課題。中國清華大學研究團隊近日發表新成果,透過一套名為「LATENT」的系統,成功訓練人形機械人打網球,表現被形容為機器學習及現實世界人工智能的一項突破。

研究指出,成為一名合格運動員,需要高度精準的感知能力、靈活的身體控制、快速反應及對角度的判斷。然而,將這些能力轉化到機械人身上並不容易。

以網球為例,現有的可穿戴動作捕捉技術,難以應付球員在場上大範圍移動,同時亦未能準確捕捉手腕角度等細微動作,而這些正正是影響擊球質素的關鍵。至於利用多鏡頭影像配合人工智能進行分析,例如NVIDIA的相關技術,研究團隊亦指出流程複雜,需大量工程與專業知識支持。

新提出的LATENT系統,回歸動作捕捉的核心概念,但只針對最基本的「技術單元」。研究人員收集約五小時的人類運動數據,包括正手、反手、側步及交叉步等基本動作,並在較小範圍內完成。

系統會將這些數據轉化為一個「動作空間」,再輸入至機械人之中。實驗所使用的是Unitree G1 humanoid robot,該機械人近年因能進行跳舞、格鬥等動作而受到關注,售價約為13,500美元起。

與傳統「逐步教學」不同,LATENT並不直接教機械人如何打球,而是提供一組可參考的動作模式,讓機械人自行嘗試:當偵測到網球打來時,選擇合適動作擊球,並以成功將球擊回對方場地作為目標。

在訓練過程中,大部分學習均於模擬環境中進行,大幅提升效率。機械人需要自行調整擊球角度、時機及步法,甚至在必要時偏離原有動作模式。

實際測試結果顯示,該機械人在正手擊球的成功率約為90%,反手則接近80%。整體動作流暢自然,接近人類球員的表現。

研究團隊強調,目前技術尚未達到參與正式比賽的水平,但作為早期成果,已展示出顯著進展。未來,價格相對親民的人形機械人,有機會成為網球訓練夥伴。

更重要的是,相關技術不僅限於運動領域。透過在高動態環境中學習身體控制與決策能力,機械人可望應用於更實際的場景,例如複雜操作或高風險任務。目前,LATENT系統已於GitHub開源,供研究人員進一步開發與應用。

圖片:清華大學