AI機(jī)器人擊敗乒乓球精英選手，樹(shù)立機(jī)器人技術(shù)新里程碑

一款由AI驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人在乒乓球比賽中擊敗了頂尖選手，這是機(jī)器人在真實(shí)競(jìng)技體育中對(duì)抗人類運(yùn)動(dòng)員所取得的歷史性突破。

這款名為"Ace"的機(jī)器人系統(tǒng)由索尼AI開(kāi)發(fā)，在與精英選手的五場(chǎng)對(duì)決中贏得三場(chǎng)，但在與職業(yè)選手的兩場(chǎng)對(duì)決中落敗，七場(chǎng)比賽中僅贏得一局。

這一成就被譽(yù)為機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的重要里程碑。長(zhǎng)期以來(lái)，乒乓球憑借其對(duì)超快反應(yīng)速度、感知能力和技術(shù)水平的極高要求，被視為檢驗(yàn)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展水平最嚴(yán)苛的測(cè)試之一。

這些比賽均在正式賽事規(guī)則下進(jìn)行。比賽中，Ace展現(xiàn)出對(duì)旋轉(zhuǎn)球的精準(zhǔn)掌控，成功處理了諸如觸網(wǎng)球等高難度球路，甚至打出了一記職業(yè)選手此前認(rèn)為不可能實(shí)現(xiàn)的快速下旋球。

該機(jī)器人的相關(guān)研究論文已于周三發(fā)表于《自然》雜志，但項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)科學(xué)家表示，自論文提交以來(lái)，Ace已取得進(jìn)一步提升。索尼AI蘇黎世負(fù)責(zé)人、Ace項(xiàng)目主導(dǎo)者彼得·杜爾（Peter Dürr）表示："我們不斷挑戰(zhàn)越來(lái)越強(qiáng)的選手，并且不斷戰(zhàn)勝他們。"

AI研究人員通常借助國(guó)際象棋、圍棋、撲克、打磚塊等游戲來(lái)訓(xùn)練程序在復(fù)雜場(chǎng)景下的決策能力，而構(gòu)建智能機(jī)器人則在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了讓機(jī)器有效執(zhí)行決策的更高要求。

在設(shè)計(jì)上，Ace采用了一條安裝于可移動(dòng)底座上的八關(guān)節(jié)機(jī)械臂，無(wú)需像人類一樣用雙腿站立行走。在視覺(jué)感知方面，Ace沒(méi)有采用雙目視覺(jué)，而是通過(guò)多臺(tái)攝像機(jī)從不同角度覆蓋整張球臺(tái)，實(shí)時(shí)追蹤球的位置與旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。

通過(guò)對(duì)乒乓球球標(biāo)進(jìn)行高倍放大拍攝，攝像系統(tǒng)可以在球飛向Ace一側(cè)的毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)，估算出球的旋轉(zhuǎn)速度與旋轉(zhuǎn)軸方向。如何應(yīng)對(duì)旋轉(zhuǎn)球、選擇何種擊球方式，這些能力均通過(guò)3000小時(shí)的計(jì)算機(jī)仿真對(duì)戰(zhàn)訓(xùn)練得以磨練；而發(fā)球等技能，則是參照頂尖選手的實(shí)際打法進(jìn)行學(xué)習(xí)的。

Ace并非一開(kāi)始就表現(xiàn)出色。早期階段，它在應(yīng)對(duì)旋轉(zhuǎn)較弱的慢速來(lái)球時(shí)存在明顯不足，往往只能弱弱回球，隨即遭到對(duì)方強(qiáng)力反攻。不過(guò)，Ace在處理觸網(wǎng)球等高難度球路上表現(xiàn)搶眼，能夠?qū)Ω淖兒蟮那蚵奋壽E作出極為迅速的反應(yīng)。

精英選手竹中瑞（Rui Takenaka）表示："如果我發(fā)出帶復(fù)雜旋轉(zhuǎn)的球，Ace也會(huì)用復(fù)雜旋轉(zhuǎn)的方式回球，這讓我很難處理。但當(dāng)我發(fā)出簡(jiǎn)單的側(cè)切球時(shí)，Ace回球就相對(duì)簡(jiǎn)單，這讓我得以在第三板進(jìn)行進(jìn)攻，我認(rèn)為這是我能夠獲勝的關(guān)鍵原因。"

前奧運(yùn)乒乓球選手中村金次郎（Kinjiro Nakamura）在觀看Ace打出一記獨(dú)特的截?fù)粝滦蚝蟊硎荆饲皬奈聪脒^(guò)這種打法是可能實(shí)現(xiàn)的，但現(xiàn)在他相信人類選手或許也能從中學(xué)習(xí)借鑒。

與Ace對(duì)陣的一大難點(diǎn)在于，這臺(tái)機(jī)器人沒(méi)有眼神可以對(duì)視，沒(méi)有肢體語(yǔ)言可以解讀，也不會(huì)在比分10平的關(guān)鍵時(shí)刻因壓力而失常。杜爾說(shuō)："選手們希望能看到對(duì)手的眼睛，而Ace的'眼睛'分布在球臺(tái)四周，既不流露任何意圖，也沒(méi)有任何情緒。"

德國(guó)達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)智能自主系統(tǒng)專業(yè)教授揚(yáng)·彼得斯（Jan Peters）長(zhǎng)期從事乒乓球機(jī)器人研究，他對(duì)此次成果給予了高度評(píng)價(jià)，稱其"令人印象深刻"，但同時(shí)指出乒乓球方向的研究并不能解決機(jī)器人技術(shù)中的某些重大難題，例如對(duì)物體的精細(xì)操控能力。

彼得斯補(bǔ)充道，機(jī)器人技術(shù)要真正"惠及大眾，仍需大量扎實(shí)的傳統(tǒng)工程積累"。他還預(yù)測(cè)："未來(lái)十年內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)某個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，其影響力將不亞于2022年ChatGPT的橫空出世。而那個(gè)時(shí)刻，或許比人們想象的更快到來(lái)。"

Q&A

Q1：Ace機(jī)器人在乒乓球比賽中的戰(zhàn)績(jī)?nèi)绾危?/p>

A：Ace在與精英選手的五場(chǎng)對(duì)決中贏得三場(chǎng)，但在與職業(yè)選手的兩場(chǎng)比賽中均告負(fù)，七場(chǎng)比賽中僅贏得一局。總體而言，Ace能夠擊敗精英級(jí)別的選手，但尚未達(dá)到戰(zhàn)勝頂尖職業(yè)選手的水平。

Q2：Ace機(jī)器人是如何識(shí)別和處理乒乓球旋轉(zhuǎn)的？

A：Ace通過(guò)部署在球臺(tái)不同角度的多臺(tái)攝像機(jī)來(lái)追蹤球的位置和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。系統(tǒng)會(huì)對(duì)球上的球標(biāo)進(jìn)行高倍放大拍攝，在球飛向本方球臺(tái)的毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)估算出球的旋轉(zhuǎn)速度與旋轉(zhuǎn)軸方向，并通過(guò)3000小時(shí)的計(jì)算機(jī)仿真訓(xùn)練學(xué)會(huì)如何針對(duì)不同旋轉(zhuǎn)選擇對(duì)應(yīng)的擊球策略。

Q3：Ace機(jī)器人目前還有哪些不足之處？

A：Ace在應(yīng)對(duì)旋轉(zhuǎn)較弱的慢速來(lái)球時(shí)表現(xiàn)欠佳，往往只能弱弱回球，容易給對(duì)方制造進(jìn)攻機(jī)會(huì)。此外，Ace沒(méi)有眼神和肢體語(yǔ)言，選手無(wú)法通過(guò)常規(guī)方式讀取其意圖。研究人員也指出，乒乓球方向的研究并不能解決機(jī)器人在精細(xì)物體操控等方面的更廣泛挑戰(zhàn)。