Robo-pies gra w badmintona. Innowacyjne zastosowanie sztucznej inteligencji
Robot ANYmal-D, przypominający psa, został zaprogramowany do gry w badmintona i wyposażony w ramię z rakietą. Uczył się sportowej rywalizacji, korzystając z kamer i algorytmów uczenia maszynowego, aby śledzić lotkę i trafiać celnie nad siatką. Badacze dowiedli, że podobne maszyny mogą stać się realnym przeciwnikiem w wymagających, dynamicznych sportach.
Czy czworonożny robot może być dobrym przeciwnikiem do gry w badmintona? Naukowcy chcieli to sprawdzić, więc nauczyli go przemieszczać się po boisku i rozgrywać wymiany składające się z maksymalnie 10 uderzeń.
Nowe zastosowanie robota
Robot o nazwie ANYmal-D, który przemieszcza się wyjątkowo mobilnie i dynamicznie, został wyszkolony, aby dostosowywać sposób poruszania się, żeby dosięgnąć lotki i pomyślnie odrzucić ją nad siatkę - wszystko dzięki sztucznej inteligencji. ANYmal wyglądem przypomina psa, waży około 50 kilogramów i pierzy pół metra wysokości. Dzięki czterem nogom może pokonywać trudny teren i przeszkody. Już wcześniej naukowcy wyposażyli robo-psy w ramiona i nauczyli je, jak otwierać drzwi bądź podawać przedmioty, jednak koordynacja ruchów kończyn i percepcji wzrokowej w dynamicznym środowisku wciąż pozostaje wyzwaniem dla robotyki.
- Sport jest dobrym zastosowaniem tego typu badań, ponieważ można stopniowo zwiększać poziom rywalizacji lub poziom trudności - twierdzi współautor badania Yuntao Ma, badacz robotyki.
Jak zbudowano robo-psa ANYmala?
Ma i jego zespół przymocowali dynamiczne ramię trzymające rakietę do badmintona pod kątem 45 stopni do robota ANYmal. To sprawiło, że maszyna osiągnęła wysokość 1,6 m i miała 18 stawów: po trzy na każdej z czterech nóg i sześć na ramieniu. Naukowcy zaprojektowali specjalny, wbudowany system, który kontrolował ruchy ramiona i nóg. Aby robot mógł reagować na lotki, autorzy zamocowali na jego korpusie kamerę stereoskopową, składającą się z dwóch soczewek, umieszczonych jedna po drugiej. Dzięki temu mógł przetwarzać informacje wizualne o nadlatujących lotkach w czasie rzeczywistym i określać kierunek ich lotu.
Nauka gry w badmintona
Robot następnie uczył się gry w badmintona za pomocą uczenia maszynowego. Dzięki temu metodą prób i błędów zaczął rozpoznawać i śledzić lotkę, nawigować w jej kierunku i zamachiwać się rakietą. Odbywało się to w symulowanym środowisku składającym się z boiska do badmintona i wirtualnego odpowiednika robota stojącego pośrodku. Wirtualne lotki serwowano z okolic środka boiska, a wirtualny trener nagradzał robota, jeśli ten dobrze odbijał lotkę, aby motywować do celnych i precyzyjnych uderzeń.
Odkryto, że po intensywnym treningu robot potrafi śledzić lotki i odbijać je z prędkością zamachu wynoszącą około 12 m/s, co odpowiada mniej więcej połowie prędkości zamachu przeciętnego ludzkiego amatora gry. Maszyna dostosowała się do odległości od lotki - stała w miejscu, jeśli lotka lądowała blisko niej lub biegła do niej, jeśli lądowała daleko.
Autorzy twierdzą, że robo-psy mogą w przyszłości z powodzeniem pełnić rolę przeciwników w "skomplikowanych i dynamicznych scenariuszach sportowych".
