进博会机器人大放异彩，中国技术未来可期

作者: 姚立伟

2023年11月10日，上海进博会成为科技界瞩目焦点。国家会展中心技术装备馆入口处，一个乒乓球桌摆在欧姆龙展台显著位置。球桌的一边，是乒乓球世界冠军陈玘，另一边，就是欧姆龙公司的体育明星--第八代FORPHEUS乒乓球教练机器人。只见他们你来我往，打得不亦乐乎。

（欧姆龙第八代FORPHEUS乒乓球教练机器人）

据了解，FORPHEUS的演进经历了多个阶段，随着技术的不断进步，十年间欧姆龙乒乓球机器人越来越智能，球技也越来越娴熟。第一代乒乓球机器人连回球都是一个很吃力的事情，而且经常会出故障。升级到第二代、第三代，可以顺畅地接球，但仍然是一个“业余选手”。随着自动化技术的飞速发展和机器学习算法的不断优化，今天第八代乒乓球机器人已经可以和奥运冠军进行切磋。奥运冠军陈玘在现场体验后表示，这台乒乓球教练机器人已经可以达到青少年冠军的相同水平。

我们联线了机器人专家，RealTime eLab创始人潘且鲁博士，请他谈一谈FORPHEUS的关键技术以及中国在这方面的进展。据潘博士介绍，近年来，中国在体育机器人领域取得了显著进展。比如由上海体育学院和新松机器人公司联合研制的庞伯特（Pongbot）发球机器人，作为乒乓球陪练具有一定的市场占有率，取得了不俗的战绩。但是，距离可以实战的机器人，还有不小的差距。FORPHEUS的核心技术包括以下三方面：

先进的视觉识别系统： FORPHEUS通过先进的视觉传感技术捕捉乒乓球的速度、路线及玩家的动作，形成对玩家运动能力的初步认知。视觉处理速度高达80帧/秒，是人类的4倍以上。这一技术使机器人能够更精准地判断球的轨迹和速度，为提供个性化的训练奠定基础。

基于机器学习的运动控制： FORPHEUS通过机器学习算法不断优化自身性能，根据玩家的动作和反馈实时估计乒乓球初始速度和角度，并据此对运动控制进行实时调整。这使得FORPHEUS在运动控制方面达到了新的高度。

基于人工智能的人机交互。通过生成式大语言模型，FORPHEUS可以开口与玩家对话，根据玩家需要，灵活地调整回球速度、击球路线等参数，使其能够更好地适应不同水平的玩家，提供更契合的对练方案。

（潘且鲁博士，RealTime eLab创始人）

潘博士认为中国需要在视觉伺服核心技术方面加大投入，并取得突破，才能跻身世界一流水平。由潘博士创立的RealTime eLab实验室专注于视觉运动控制器和伺服电机驱动器的研发。这两项都是视觉机器人的核心部件，对提高机器人的感知和运动能力至关重要。实验室致力于突破视觉运动控制的技术瓶颈，把视觉识别算法与运动控制算法集成在一起，利用神经网络机器学习构建NVMM模型，进而把该模型用于视觉控制，使机器人反应更敏捷。同时，采用非线性的自适应控制理论实现对伺服电机的控制，为机器人提供了更快速精准的运动和力矩控制。

除了体育娱乐事业外，视觉伺服机器人还有着更广阔的应用场景，包括空间站清除太空垃圾、光学瞄准系统、无人装配生产线等等。展望未来，中国有望在全球机器人领域发挥更为重要的作用，为技术创新和产业发展开辟新的前景。窗体顶端