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首頁(yè)>科技研發(fā)>Omron Story>乒乓球機(jī)器人秀神技 人類與機(jī)械相互融合新紀(jì)元即將開啟

乒乓球機(jī)器人秀神技
人類與機(jī)械相互融合新紀(jì)元即將開啟




歐姆龍認(rèn)為,我們正在進(jìn)入人類與機(jī)械相互“融合”的階段。在這一階段,機(jī)械廣泛融入社會(huì)之中,人類通過(guò)獲取機(jī)械的支持使自己的能力和可能性得到拓展。像乒乓球機(jī)器人FORPHEUS*這樣能夠激發(fā)人類能力和可能性的機(jī)械將在各個(gè)領(lǐng)域中不斷誕生。


歐姆龍的FORPHEUS作為首個(gè)被吉尼斯紀(jì)錄認(rèn)定為“全球首臺(tái)乒乓球教練機(jī)器人(First robot table tennis tutor)”,誕生于2013年。通過(guò)集結(jié)歐姆龍的傳感與控制技術(shù),F(xiàn)ORPHEUS在各大展會(huì)上都顯示了它精湛的乒乓球技術(shù)。FORPHEUS為世人展現(xiàn)了一個(gè)以機(jī)械激發(fā)人類能力、實(shí)現(xiàn)人機(jī)“融合”的世界。人們可以通過(guò)乒乓球?qū)Υ騺?lái)體驗(yàn)歐姆龍所謀求建立的人與機(jī)械的未來(lái)。




1/1,000秒 定位精準(zhǔn)的FORPHEUS


一開始,F(xiàn)ORPHEUS連一個(gè)球都接不到。這是由于擊球位置或者時(shí)間的計(jì)算方面出現(xiàn)偏差,從而給出錯(cuò)誤的擊球命令。另外在指令發(fā)出和機(jī)器人行動(dòng)之間還有一個(gè)時(shí)間差——1/1,000秒。即,必須在1/1,000秒做出回應(yīng)。


通過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)和調(diào)整,F(xiàn)ORPHEUS終于做到了!在安裝有兩臺(tái)攝像頭之下,F(xiàn)ORPHEUS可以在1/1,000秒內(nèi)控制擊球的時(shí)機(jī)與方向,通過(guò)預(yù)測(cè)乒乓球的運(yùn)動(dòng)軌跡,包括:球速、旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)方向等幾個(gè)數(shù)據(jù),從而計(jì)算出自己應(yīng)該讓球拍以什么角度在哪個(gè)點(diǎn)回?fù)簦`差僅幾厘米。




人機(jī)融合 與你互動(dòng)對(duì)打的FORPHEUS


歐姆龍的目標(biāo)是創(chuàng)造人機(jī)相互融合的社會(huì),因此FORPHEUS會(huì)與人類共同完成一個(gè)目標(biāo):持續(xù)的乒乓球游戲。FORPHEUS通過(guò)攝像機(jī)的分析,1秒鐘內(nèi)可以捕捉到80次擊球影像,并以此推斷出對(duì)手的擊球速度以及旋轉(zhuǎn)路線來(lái)預(yù)測(cè)乒乓球的運(yùn)動(dòng)軌跡。如果對(duì)手是一名初學(xué)者,它便會(huì)打出能夠讓對(duì)方容易接到的弧線慢球等球路。



當(dāng)你看到FORPHEUS,并與它進(jìn)行互動(dòng)時(shí),就會(huì)感受到來(lái)自它身上源源不斷的智能力量。這個(gè)看似堅(jiān)硬的機(jī)器人,無(wú)論是手臂、眼睛,甚至球網(wǎng)都非常靈活。這,都是歐姆龍傳感&控制的結(jié)晶。



讓“人類與機(jī)械共同成長(zhǎng)”的歐姆龍最新技術(shù)
“FORPHEUS”的絕技


FORPHEUS是一款能夠讓人們?cè)谙硎苓B續(xù)對(duì)打的樂(lè)趣的同時(shí),提高乒乓球技巧的機(jī)器人。


第三代FORPHEUS除了原有的可根據(jù)球手發(fā)球的軌跡和強(qiáng)度來(lái)控制回球的功能之外,還借助AI(人工智能)技術(shù)掌握了新的絕技,實(shí)現(xiàn)了“機(jī)械與人類的共同成長(zhǎng)”。


它可以在記住球手的特征和球的軌跡的基礎(chǔ)上,通過(guò)連續(xù)對(duì)打來(lái)提高球手的水平。


它還可以通過(guò)對(duì)打?qū)崿F(xiàn)人與機(jī)械“融合度”的可視化,從而激發(fā)球手的斗志,進(jìn)一步促進(jìn)人的成長(zhǎng)。



絕技①
可以立體捕捉來(lái)球、識(shí)別球手的3只眼

左右的兩個(gè)攝像頭可以使FORPHEUS像人眼一樣立體地識(shí)別乒乓球,并可以以1秒種80次的速度捕捉到來(lái)球。另外,F(xiàn)ORPHEUS中央部分又增加了一個(gè)攝像頭。它可以捕捉人體骨骼信息,識(shí)別球手的特征,從而判斷對(duì)方是高手還是初學(xué)者。


絕技②
可以感知乒乓球去向的預(yù)測(cè)能力

FORPHEUS能夠以1秒鐘80次的速度計(jì)算出乒乓球的速度和旋轉(zhuǎn),對(duì)軌道做出高精度的預(yù)測(cè)。 對(duì)打的球手發(fā)球之后,F(xiàn)ORPHEUS會(huì)在瞬間之內(nèi)計(jì)算出軌道(紅色軌道),并將球拍移到軌道上容易擊打的位置,進(jìn)行回球。另外,F(xiàn)ORPHEUS還會(huì)自己計(jì)算擊球的軌道(藍(lán)色軌道),選擇適當(dāng)?shù)幕厍蛩俣群臀恢靡员阕寣?duì)手更容易接到球,比如說(shuō),為初學(xué)者打出一記弧線球等。



絕技③
能夠記住對(duì)手的特征和球的軌跡,不斷自我成長(zhǎng)的AI

FORPHEUS能夠通過(guò)對(duì)打來(lái)記住人的特征。通過(guò)人體信息、球的軌跡、球拍揮舞方式等對(duì)球手的水平進(jìn)行判斷,并基于自己積累的數(shù)據(jù)改變回球方法,選擇更為適合個(gè)人的實(shí)際情況的方式進(jìn)行對(duì)打。另外,雖然對(duì)于人類來(lái)說(shuō)有些控制和調(diào)整因?yàn)樯眢w局限難以做到,但FORPHEUS通過(guò)運(yùn)用AI的深度學(xué)習(xí)技術(shù),成功地把回球精度提高到了±5cm。


絕技④
能夠決定擊球方法的FORPHEUS的大腦

FORPHEUS是以1/1000秒為單位對(duì)揮拍時(shí)機(jī)、方向等進(jìn)行控制?;厍蛘`差僅為±5cm??刂破魇褂昧斯S中各類生產(chǎn)設(shè)備所廣泛使用的歐姆龍NJ系列。另外,啟動(dòng)和切換模式時(shí)所使用的觸摸屏、讓電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)作控制器等也應(yīng)用了歐姆龍的最新技術(shù)。


絕技⑤
能夠接收腦部指令并快速揮動(dòng)的手臂

用于產(chǎn)品包裝等場(chǎng)合的工業(yè)用機(jī)器人“parallel link robot”是FORPHEUS的手臂。擁有5個(gè)臂軸的電機(jī)在接收到來(lái)自腦部的指令后會(huì)運(yùn)動(dòng)起來(lái),揮動(dòng)球拍。它會(huì)以0.1mm為單位對(duì)接收到腦部指令的機(jī)械手臂進(jìn)行控制,做出球拍準(zhǔn)備、乒乓球擊打等動(dòng)作。


絕技⑥
能夠了解人與機(jī)械的融合程度的量規(guī)

它能夠以球手的笑臉、對(duì)打后水平提高的程度、給FORPHEUS造成的壓力等為基礎(chǔ),計(jì)算出兩者的融合度(同步率)。從而可以通過(guò)數(shù)值來(lái)了解球手享受對(duì)打的程度、人與機(jī)械的親密度等情況。



絕技⑦
可以將FORPHEUS的想法傳達(dá)出去的球網(wǎng)

人與機(jī)械的融合度以及來(lái)自FORPHEUS的訊息會(huì)顯示在球網(wǎng)上。通過(guò)把FORPHEUS的想法傳達(dá)出去,或者是對(duì)球手表示理解,可以激發(fā)球手的斗志,進(jìn)一步促進(jìn)人的成長(zhǎng)。




FORPHEUS植根于歐姆龍的“SINIC理論”


“SINIC理論”是歐姆龍的創(chuàng)業(yè)者立石一真所提出的劃時(shí)代的未來(lái)預(yù)測(cè)理論,SINIC由“Seed-Innovation to Need-Impetus Cyclic Evolution”的首字母組成。“SINIC理論”認(rèn)為,“科學(xué)”、“技術(shù)”與“社會(huì)”之間存在著環(huán)狀理論關(guān)系,彼此互相影響和促進(jìn)。



歐姆龍正在以“SINIC理論”所描繪的未來(lái)社會(huì)為目標(biāo),借助核心技術(shù)“Sensing & Control + Think”,致力于各個(gè)領(lǐng)域的社會(huì)問(wèn)題的解決。創(chuàng)造人類與機(jī)械相互融合的社會(huì),歐姆龍一直沒有停下前進(jìn)的腳步。


*由“Future OMRON Robotics technology for Exploring Possibility of Harmonized aUtomation with Sinic theoretics“的首字母組成的合成語(yǔ),基于歐姆龍獨(dú)特的未來(lái)預(yù)測(cè)理論——“SINIC理論”融合歐姆龍機(jī)器人技術(shù)。從“For(面向)”與“ORPHEUS(象征人類創(chuàng)造性的希臘神話中的游吟詩(shī)人)”的角度解讀,展現(xiàn)了歐姆龍面向人類創(chuàng)造性的姿態(tài)。


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