Czy wyobrażasz sobie robota, który potrafi przewidzieć tor lotu lotki, ustawić się we właściwym miejscu i celnie odbić? To już rzeczywistość. Inżynierowie z Robotic Systems Lab w ETH Zurichu skonstruowali czteronożnego robota o nazwie ANYmal-D, który z powodzeniem gra w badmintona z człowiekiem. To pierwsze takie osiągnięcie w historii robotyki sportowej.
Badania opublikowano na łamach prestiżowego czasopisma Science Robotics. Autorzy wykorzystali technikę uczenia ze wzmocnieniem (reinforcement learning), dzięki której robot nauczył się nie tylko poruszać po korcie, ale także przewidywać i reagować na dynamiczne sytuacje.
Dlaczego badminton to takie wyzwanie dla robota?
Badminton, choć wydaje się lekkim sportem rekreacyjnym, jest w rzeczywistości bardzo wymagający. najważniejsze są tu trzy rzeczy:
- Szybka i precyzyjna nawigacja po korcie
- Świetny refleks i przewidywanie trajektorii lotki
- Zwinność i precyzja przy uderzeniu
Dotychczasowe roboty radziły sobie z prostymi ruchami, ale dynamiczne sporty jak badminton to zupełnie inny poziom trudności. ANYmal-D przełamał te ograniczenia dzięki nowatorskim rozwiązaniom technologicznym.
Robot gra w badmintona jak zawodowiec / Źródło: science.orgCo potrafi ANYmal-D?
Maszynę wyposażono w cztery nogi, które zapewniają mu stabilność i elastyczność w ruchach, choćby podczas szybkich zmian kierunku. Dzięki temu może błyskawicznie reagować na zmieniające się warunki gry i dynamiczne trajektorie lotki. Kolejnym kluczowym elementem jest stereo-kamera, która pozwala robotowi widzieć przestrzeń w trzech wymiarach. To umożliwia mu precyzyjne śledzenie lotki w czasie rzeczywistym i odpowiednie ustawienie się do odbicia.
Robot gra z człowiekiem w badmintona / Źródło: science.orgANYmal-D dysponuje także dynamicznym ramieniem z zamontowaną rakietką, które jest w stanie precyzyjnie uderzyć lotkę z odpowiednią siłą i pod adekwatnym kątem. Jednak prawdziwym sercem systemu jest inteligentny system decyzyjny oparty na sztucznej inteligencji. Analizuje on dane z kamer i czujników, przewiduje tor lotu lotki oraz wybiera najlepszy moment i kąt uderzenia. To właśnie ten system pozwala robotowi reagować niemal w czasie rzeczywistym na to, co dzieje się na korcie.
Jak robot „myśli” i uczy się grać?
Zespół ETH Zurich wykorzystał model „perception noise”, który pozwala mu radzić sobie z niepewnościami rzeczywistego świata (np. zmiennym oświetleniem czy zakłóceniami obrazu). Maszyna nie tylko widzi lotkę, ale potrafi porównać dane z kamery z tym, czego nauczył się podczas treningu symulacyjnego. W efekcie potrafi np. wykonać płynny ruch za nią, ustawić się odpowiednio i uderzyć w konkretne miejsce.
W praktycznych testach ANYmal-D potrafił utrzymać wymianę do 10 uderzeń z ludzkim przeciwnikiem. Jego ruchy są stabilne, dynamiczne i zaskakująco naturalne. Chociaż nie pozostało gotowy na turniej olimpijski, to i tak jest to ogromny krok naprzód dla robotyki dynamicznej i sportowej.
