現(xiàn)實(shí)版鐵甲鋼拳!山東三人團(tuán)隊(duì)打造史上最快拳擊機(jī)器人,最低延遲12毫秒
注意看,這個(gè)男人正在用自己的動(dòng)作操縱一個(gè)機(jī)器人。
只見他出拳同時(shí),機(jī)器人幾乎毫無延遲地將他的動(dòng)作完美復(fù)現(xiàn),拳拳揮向“擂臺(tái)”另一端由AI控制的拳擊手。
這畫面,簡(jiǎn)直就是科幻電影《鐵甲鋼拳》照進(jìn)現(xiàn)實(shí),看得網(wǎng)友直呼泰褲辣!
這段視頻在B站收獲了2.5萬贊和3k+硬幣,還受到了IEEE Spectrum和New Scientist的關(guān)注。
有網(wǎng)友按捺不住,看完視頻立馬在線求問:
那么在哪里才能買到呢?
還有網(wǎng)友直接高呼“加速”,期待起了AI拳王大戰(zhàn)。
這么精彩的畫面,又怎么能少了列文虎克的身影?
這款機(jī)器人叫「QIBBOT」,是以開發(fā)公司「奇波機(jī)器人」的名字命名的。
QIBBOT的誕生,正是受到了電影《鐵甲鋼拳》的啟發(fā)。
而QIBBOT的研發(fā)團(tuán)隊(duì),包括顧問在內(nèi),竟只有三個(gè)人。
天下武功,唯快不破
QIBBOT是迄今為止速度最快的遙控機(jī)器人。
在高速操作下,QIBBOT的最低延遲只有12毫秒,不到眨一次眼時(shí)間的1/15。
即使將QIBBOT模仿人類動(dòng)作的視頻放慢到0.1倍速,差別也并不明顯。
而如果把操縱者換成AI,出拳的速度就更快了。
除了拳擊比賽,其他的動(dòng)作QIBBOT也能模仿,比如比賽之后擊拳致意。
而對(duì)于操作者來說,學(xué)習(xí)使用QIBBOT也十分容易。
只需穿戴好體感設(shè)備,然后正常做出動(dòng)作,玩?zhèn)€一分鐘就能上手。
對(duì)QIBBOT速度快這一點(diǎn),B站網(wǎng)友們紛紛表示認(rèn)同,甚至認(rèn)為操控者的速度才是機(jī)器人速度的極限:
此前的遙操作機(jī)器人,延時(shí)普遍在100毫秒量級(jí)。
QIBBOT團(tuán)隊(duì)為我們講解了他們是如何把這個(gè)數(shù)字降低到12毫秒的。
據(jù)了解,遙操作機(jī)器人的誤差主要來源于三個(gè)方面——運(yùn)算、通信和機(jī)械系統(tǒng)。
其中通信延遲已經(jīng)小到可以忽略不計(jì)。
于是奇波團(tuán)隊(duì)首先從機(jī)械系統(tǒng)上下手,精確設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型。
QIBBOT的機(jī)械結(jié)構(gòu)、重量分布也都經(jīng)過專門優(yōu)化設(shè)計(jì)。
但QIBBOT的體型過于龐大——一米九的身高和一米五的臂長,僅單臂版本就重達(dá)140公斤。
單純靠機(jī)械結(jié)構(gòu)還不足以把延時(shí)降到12毫秒的水平。
經(jīng)過反復(fù)研究,團(tuán)隊(duì)在QIBBOT的控制算法中創(chuàng)新性地加入了預(yù)測(cè)控制。
簡(jiǎn)單說就是在操縱者完成操控動(dòng)作之前進(jìn)行預(yù)判,將延時(shí)抵消。
為了提高速度,團(tuán)隊(duì)也選擇性地犧牲了一些精確度和穩(wěn)定性,運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)出現(xiàn)顫動(dòng)。
不過就進(jìn)行拳擊比賽這個(gè)目的而言,這些精度的損失是可接受的。
在今后推出的新版QIBBOT之中,外型將得到完善,顫動(dòng)的問題也會(huì)解決。
據(jù)團(tuán)隊(duì)介紹,新版的QIBBOT還將在這些方面做出改進(jìn):
- 單臂改為雙臂,每個(gè)手臂也將擁有更多關(guān)節(jié)
- 軀干將能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)與上下運(yùn)動(dòng)
- 運(yùn)動(dòng)模式更接近人類
- 擁有更好的拳擊策略
- 動(dòng)作更加流暢
團(tuán)隊(duì)告訴我們,下一代QIBBOT將于今年底或明年初亮相。
Make something cool
我們有幸和QIBBOT的團(tuán)隊(duì)聊了聊它的誕生過程。
團(tuán)隊(duì)的核心,也是技術(shù)顧問耿濤,擁有20多年的機(jī)器人研究經(jīng)驗(yàn),曾在國內(nèi)外多所高校任教。
耿濤的兒子耿一寧和一名兼職成員一起進(jìn)行具體操作,同時(shí)耿一寧還出任公司CEO。
關(guān)于QIBBOT,團(tuán)隊(duì)的理想是復(fù)刻出電影《鐵甲鋼拳》中的戰(zhàn)斗場(chǎng)景。
不過交流過程中耿濤也坦言,這個(gè)夢(mèng)想還很遙遠(yuǎn),目前的QIBBOT只實(shí)現(xiàn)了非常小的一部分。
實(shí)現(xiàn)那個(gè)程度是很難的,特別是腿部的運(yùn)動(dòng)在機(jī)器人領(lǐng)域是一個(gè)世界級(jí)難題,至少在可預(yù)見的將來,哪怕是最先進(jìn)的團(tuán)隊(duì),可能也無法解決這一問題。
當(dāng)然,如果拋開腿部的問題不談,只看上半身的運(yùn)動(dòng),比如扭腰等,團(tuán)隊(duì)則表示“還是有信心做得很好的”。
而提到為何會(huì)想到做這樣一款與眾不同的機(jī)器人,耿濤打趣說道:
一開始沒想那么多,只是想要做一些酷的事,去享受那種把東西一步步做出來的感覺。
當(dāng)然也是出于對(duì)電子游戲和電影的熱愛,而且這件事還未有人去做,我們都認(rèn)為值得一試。
QIBBOT的研究早在2019年就已經(jīng)開始,在前三年中,團(tuán)隊(duì)一共投入了30-40萬,但最后沒能成功。
盡管產(chǎn)品失敗,但團(tuán)隊(duì)積累下的經(jīng)驗(yàn)還是起到了作用——僅一年之后,QIBBOT的原型機(jī)終于問世。
在初代原型做出來后,團(tuán)隊(duì)立刻意識(shí)到這條路徑確實(shí)可行,而且這樣一個(gè)接近2米重達(dá)140公斤的機(jī)器人去打拳擊,視覺上本身也是一件很令人震撼的事。
根據(jù)了解,做出這樣一款遙操機(jī)器人的成本至少在數(shù)十萬元之上,加上之前失敗花費(fèi)的成本,并不是一個(gè)小數(shù)目。
目前實(shí)驗(yàn)費(fèi)用一直由團(tuán)隊(duì)自己承擔(dān),為了省錢團(tuán)隊(duì)也花了一些心思,比如在二手平臺(tái)買電機(jī)。
當(dāng)然,熱愛是一回事,商業(yè)又是另一回事,在做科研這件事上不可能一直用愛發(fā)電。
雖然投入不小,不過團(tuán)隊(duì)目前對(duì)于產(chǎn)品商業(yè)化倒未過分關(guān)注。
耿濤表示:我們一直秉承這樣一種理念,不預(yù)先判斷不存在的東西是否有價(jià)值。
先走出第一步,讓產(chǎn)品迭代給更多人體驗(yàn),再去考慮商業(yè)化變現(xiàn)。公司從一開始的定位,就是一家小而專的公司,追求技術(shù)極致和保持專業(yè)。
同時(shí)我們還注意到,網(wǎng)友們?cè)贐站視頻中的評(píng)論,幾乎每一條都得到了團(tuán)隊(duì)的回復(fù)。
對(duì)于有些網(wǎng)友期待的量產(chǎn)版本,耿濤告訴我們,等原型機(jī)完善成熟之后,可以聘請(qǐng)專門做量產(chǎn)的團(tuán)隊(duì),會(huì)非常容易。
另外借此機(jī)會(huì),團(tuán)隊(duì)也希望向B站上關(guān)心支持QIBBOT的網(wǎng)友們表示感謝。
沒想到QIBBOT會(huì)受到這么多網(wǎng)友的關(guān)注,網(wǎng)友提的建議我們都認(rèn)真看了,非常感謝他們,也很高興有這么多人喜歡機(jī)器人。
訪談最后,團(tuán)隊(duì)成員呼吁,希望大家都可以動(dòng)手參與去做一些酷的事情。
小程序
參考鏈接:
[1]https://spectrum.ieee.org/fighting-robots。
[2]https://www.newscientist.com/article/2379265-ultra-fast-boxing-robots-could-be-used-for-real-life-fighting-game/。