麻省理工学院的研究团队最近研发了一款新型机器人，能够以高速精确地打乒乓球。这款机器人采用了一条多关节的机械臂，固定在乒乓球桌的一端，并配备了标准乒乓球拍。通过高分辨率摄像头和高带宽预测控制系统，机器人能够迅速估算球的速度和轨迹，并执行三种不同的挥拍动作：上旋（loop）、直线（drive）或反手旋转（chop），将球精准地击回到预定位置。 在测试过程中，研究人员连续向机器人发射了150个球，机器人的击球成功率为88%，三种挥拍类型的准确率相当接近，分别为88.4%、87.5%和89.2%。机器人的击球速度可以达到每秒20米左右，已经超过了现有大部分乒乓球机器人的速度，并接近人类高级球员的平均回球速度。 研究团队包括博士生David Nguyen和Kendrick Cancio，以及机械工程学副教授兼MIT仿生机器人实验室主任Sangbae Kim。他们的研究成果将在本月的IEEE国际机器人与自动化会议上发表。这款机械臂原本是为MIT制造的类人机器人设计的，具有四个关节，每个关节由一个电动马达控制。为了适应乒乓球的需求，他们为机械臂增加了腕部的一个额外自由度以操控球拍。此外，他们开发了最优控制算法，能够根据数学和物理原理预测机械臂的速度和球拍的角度，从而实现不同类型的挥拍动作。 该团队使用三台计算机同时处理摄像头图像、实时估算球的状态并将其转换为机器人的运动指令，使其迅速反应并击球。通过不断优化，目前机器人的最高速度已达19米/秒（约42英里/小时）。未来，研究团队计划为机器人增加移动平台，以便其覆盖更广的桌面区域，应对更多不同种类的击球。 研究人员希望这项技术不仅能够在乒乓球比赛中发挥作用，还能推广到其他需要快速反应和精确操控的领域，如救援任务。乒乓球对于机器人来说是一个复杂的问题，因为它要求既保持精确度又具备动态反应能力，这使得乒乓球机器人成为了一个理想的试验平台，探索如何提高机器人的响应速度和灵活性。 乒乓球机器人的发展自1980年代开始，近年来，包括Omron和Google DeepMind在内的公司也推出了基于人工智能技术的设计，这些机器人的性能足以与中级人类选手对战。MIT的这个项目则着眼于如何将乒乓球技术应用到更加通用的类人机器人中，以实现更多功能。 Kendrick Cancio指出，“乒乓球机器人能够模拟对手的动作，提供有助于人类练习和提高的游戏环境。”这一项目展示了机器人技术在精准操控与动态反应结合方面的最新进展，有望推动类人机器人在各种应用场景中的进一步发展。MIT仿生机器人实验室一直在致力于开发灵活、高效的类人机器人，未来将有可能在灾害救援等场景中得到实际应用。