تعاون روبوتان للعب تنس الطاولة كزوجين: فيديو

باحثون من جامعة هونغ كونغ، ومعهد شنغهاي للابتكار، و Archon Robotics ، و NVIDIA متطور PingpongDuo هو نظام تحكم يسمح لاثنين من الروبوتات البشرية بلعب تنس الطاولة على نفس الجانب من الطاولة. على عكس الروبوتات المصممة للعب الفردي، يجب عليهم العمل معًا والتناوب في ضرب الكرة وعدم التدخل مع بعضهم البعض.

ويجمع النظام بين الذكاء الاصطناعي وخوارزميات القيادة وتقييم مخاطر الاصطدام. لا تتبع الروبوتات مسار الكرة فحسب: بعد الضربة، يجب على كل واحد منها إفساح المجال لشريكه واتخاذ موقعه في المسرحية التالية.

كيف تلعب الروبوتات كفريق

يقوم PingpongDuo بتوزيع المهام بين جهازين. يقوم النظام أولاً بتحديد مواقع كل روبوت ثم يتحقق مما إذا كانت الحركات المخطط لها ستؤدي إلى حدوث تصادم. إذا كان هناك خطر، تقوم الخوارزمية بتعديل المسار وتعطي الأولوية للروبوت الذي يستعد لضرب الكرة.

لتعليم الحركات، استخدم الباحثون مقاطع فيديو لمباريات ثنائية بشرية. وبناءً عليها، قاموا بإنشاء مكتبة تضم ما يقرب من 200 سلسلة من حركات الساق لمواقف اللعب المختلفة. تتعلم الروبوتات التبديل بين الضرب والتحرك وإفساح المجال والتحضير للكرة التالية دون الحاجة إلى العودة إلى وضعيتها الأصلية في كل مرة.

هناك خوارزمية منفصلة تتحكم في توزيع الورق بالمضرب. فهو يضبط حركات سبعة مفاصل بناءً على موضع الكرة وسرعتها، بالإضافة إلى الحالة الحالية للروبوت. لتدريب النظام، قام الفريق بإعداد محاكاة حاسوبية باستخدام قياسات واقعية لطيران الكرة، وارتدادها عن الطاولة، وملامستها للمضرب.

زادت الدقة بنسبة 13.2%

في المحاكاة، قام PingpongDuo بتحسين دقة إرجاع الكرة بنسبة 13.2% مقارنة بالنظام الأساسي الذي تمت مقارنته به. في هذه الحالة، كان خطأ تحديد المواقع أثناء التحضير للتأثير حوالي 2 سم.

اختبر الباحثون التطوير على روبوتات Unitree G1 الحقيقية. تمكن الروبوتان من تنفيذ أكثر من عشر ضربات متتالية، مع الحفاظ على الترتيب المطلوب للعب الزوجي. في أحد الاختبارات، تحرك الروبوت مسافة 2.15 مترًا واستعاد موقعه خلال 2.4 ثانية، ووصل إلى سرعة قصوى قدرها 2.23 م/ث.

في الوقت الحالي، النظام لديه قيود. للعمل، يتطلب الأمر معدات خارجية لالتقاط الحركة، ولا تأخذ الخوارزميات في الاعتبار دوران الكرة. وهذا قد يزيد من صعوبة تفاعل الروبوتات مع بعض الرميات والضربات.

في المستقبل، يخطط الباحثون للانتقال إلى أنظمة الإدراك على متن الطائرة، وتعليم الروبوتات كيفية تقييم دوران الكرة وتطوير تكتيكات الهجوم والدفاع المستقلة. سيختبر هذا مدى موثوقيتهم في التصرف في مواقف اللعبة الأكثر تعقيدًا.

اشترك واقرأ “العلم” في

الأعلى