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    首頁>科技研發>Omron Story>乒乓球機器人秀神技 人類與機械相互融合新紀元即將開啟

    乒乓球機器人秀神技
    人類與機械相互融合新紀元即將開啟




    歐姆龍認為,我們正在進入人類與機械相互“融合”的階段。在這一階段,機械廣泛融入社會之中,人類通過獲取機械的支持使自己的能力和可能性得到拓展。像乒乓球機器人FORPHEUS*這樣能夠激發人類能力和可能性的機械將在各個領域中不斷誕生。


    歐姆龍的FORPHEUS作為首個被吉尼斯紀錄認定為“全球首臺乒乓球教練機器人(First robot table tennis tutor)”,誕生于2013年。通過集結歐姆龍的傳感與控制技術,FORPHEUS在各大展會上都顯示了它精湛的乒乓球技術。FORPHEUS為世人展現了一個以機械激發人類能力、實現人機“融合”的世界。人們可以通過乒乓球對打來體驗歐姆龍所謀求建立的人與機械的未來。




    1/1,000秒 定位精準的FORPHEUS


    一開始,FORPHEUS連一個球都接不到。這是由于擊球位置或者時間的計算方面出現偏差,從而給出錯誤的擊球命令。另外在指令發出和機器人行動之間還有一個時間差——1/1,000秒。即,必須在1/1,000秒做出回應。


    通過反復的試驗和調整,FORPHEUS終于做到了!在安裝有兩臺攝像頭之下,FORPHEUS可以在1/1,000秒內控制擊球的時機與方向,通過預測乒乓球的運動軌跡,包括:球速、旋轉速度、旋轉方向等幾個數據,從而計算出自己應該讓球拍以什么角度在哪個點回擊,誤差僅幾厘米。




    人機融合 與你互動對打的FORPHEUS


    歐姆龍的目標是創造人機相互融合的社會,因此FORPHEUS會與人類共同完成一個目標:持續的乒乓球游戲。FORPHEUS通過攝像機的分析,1秒鐘內可以捕捉到80次擊球影像,并以此推斷出對手的擊球速度以及旋轉路線來預測乒乓球的運動軌跡。如果對手是一名初學者,它便會打出能夠讓對方容易接到的弧線慢球等球路。



    當你看到FORPHEUS,并與它進行互動時,就會感受到來自它身上源源不斷的智能力量。這個看似堅硬的機器人,無論是手臂、眼睛,甚至球網都非常靈活。這,都是歐姆龍傳感&控制的結晶。



    讓“人類與機械共同成長”的歐姆龍最新技術
    “FORPHEUS”的絕技


    FORPHEUS是一款能夠讓人們在享受連續對打的樂趣的同時,提高乒乓球技巧的機器人。


    第三代FORPHEUS除了原有的可根據球手發球的軌跡和強度來控制回球的功能之外,還借助AI(人工智能)技術掌握了新的絕技,實現了“機械與人類的共同成長”。


    它可以在記住球手的特征和球的軌跡的基礎上,通過連續對打來提高球手的水平。


    它還可以通過對打實現人與機械“融合度”的可視化,從而激發球手的斗志,進一步促進人的成長。



    絕技①
    可以立體捕捉來球、識別球手的3只眼

    左右的兩個攝像頭可以使FORPHEUS像人眼一樣立體地識別乒乓球,并可以以1秒種80次的速度捕捉到來球。另外,FORPHEUS中央部分又增加了一個攝像頭。它可以捕捉人體骨骼信息,識別球手的特征,從而判斷對方是高手還是初學者。


    絕技②
    可以感知乒乓球去向的預測能力

    FORPHEUS能夠以1秒鐘80次的速度計算出乒乓球的速度和旋轉,對軌道做出高精度的預測。 對打的球手發球之后,FORPHEUS會在瞬間之內計算出軌道(紅色軌道),并將球拍移到軌道上容易擊打的位置,進行回球。另外,FORPHEUS還會自己計算擊球的軌道(藍色軌道),選擇適當的回球速度和位置以便讓對手更容易接到球,比如說,為初學者打出一記弧線球等。



    絕技③
    能夠記住對手的特征和球的軌跡,不斷自我成長的AI

    FORPHEUS能夠通過對打來記住人的特征。通過人體信息、球的軌跡、球拍揮舞方式等對球手的水平進行判斷,并基于自己積累的數據改變回球方法,選擇更為適合個人的實際情況的方式進行對打。另外,雖然對于人類來說有些控制和調整因為身體局限難以做到,但FORPHEUS通過運用AI的深度學習技術,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秒為單位對揮拍時機、方向等進行控制。回球誤差僅為±5cm。控制器使用了工廠中各類生產設備所廣泛使用的歐姆龍NJ系列。另外,啟動和切換模式時所使用的觸摸屏、讓電機運轉的動作控制器等也應用了歐姆龍的最新技術。


    絕技⑤
    能夠接收腦部指令并快速揮動的手臂

    用于產品包裝等場合的工業用機器人“parallel link robot”是FORPHEUS的手臂。擁有5個臂軸的電機在接收到來自腦部的指令后會運動起來,揮動球拍。它會以0.1mm為單位對接收到腦部指令的機械手臂進行控制,做出球拍準備、乒乓球擊打等動作。


    絕技⑥
    能夠了解人與機械的融合程度的量規

    它能夠以球手的笑臉、對打后水平提高的程度、給FORPHEUS造成的壓力等為基礎,計算出兩者的融合度(同步率)。從而可以通過數值來了解球手享受對打的程度、人與機械的親密度等情況。



    絕技⑦
    可以將FORPHEUS的想法傳達出去的球網

    人與機械的融合度以及來自FORPHEUS的訊息會顯示在球網上。通過把FORPHEUS的想法傳達出去,或者是對球手表示理解,可以激發球手的斗志,進一步促進人的成長。




    FORPHEUS植根于歐姆龍的“SINIC理論”


    “SINIC理論”是歐姆龍的創業者立石一真所提出的劃時代的未來預測理論,SINIC由“Seed-Innovation to Need-Impetus Cyclic Evolution”的首字母組成。“SINIC理論”認為,“科學”、“技術”與“社會”之間存在著環狀理論關系,彼此互相影響和促進。



    歐姆龍正在以“SINIC理論”所描繪的未來社會為目標,借助核心技術“Sensing & Control + Think”,致力于各個領域的社會問題的解決。創造人類與機械相互融合的社會,歐姆龍一直沒有停下前進的腳步。


    *由“Future OMRON Robotics technology for Exploring Possibility of Harmonized aUtomation with Sinic theoretics“的首字母組成的合成語,基于歐姆龍獨特的未來預測理論——“SINIC理論”融合歐姆龍機器人技術。從“For(面向)”與“ORPHEUS(象征人類創造性的希臘神話中的游吟詩人)”的角度解讀,展現了歐姆龍面向人類創造性的姿態。


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