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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)。
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