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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(fā)人類能力和可能性的機械將在各個領(lǐng)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(jié)歐姆龍的傳感與控制技術(shù),F(xiàn)ORPHEUS在各大展會上都顯示了它精湛的乒乓球技術(shù)。FORPHEUS為世人展現(xiàn)了一個以機械激發(fā)人類能力、實現(xiàn)人機“融合”的世界。人們可以通過乒乓球?qū)Υ騺眢w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,F(xiàn)ORPHEUS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(xiàn)偏差,從而給出錯誤的擊球命令。另外在指令發(fā)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(yīng)。


通過反復(fù)的試驗和調(diào)整,F(xiàn)ORPHEUS終于做到了!在安裝有兩臺攝像頭之下,F(xiàn)ORPHEUS可以在1/1,000秒內(nèi)控制擊球的時機與方向,通過預(yù)測乒乓球的運動軌跡,包括:球速、旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)方向等幾個數(shù)據(jù),從而計算出自己應(yīng)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(chuàng)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(xù)的乒乓球游戲。FORPHEUS通過攝像機的分析,1秒鐘內(nèi)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(zhuǎn)路線來預(yù)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(wǎng)都非常靈活。這,都是歐姆龍傳感&控制的結(jié)晶。



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


FORPHEUS是一款能夠讓人們在享受連續(xù)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(jù)球手發(fā)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(shù)掌握了新的絕技,實現(xiàn)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(chǔ)上,通過連續(xù)對打來提高球手的水平。


它還可以通過對打?qū)崿F(xiàn)人與機械“融合度”的可視化,從而激發(fā)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,F(xiàn)ORPHEUS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(yù)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(zhuǎn),對軌道做出高精度的預(yù)測。 對打的球手發(fā)球之后,F(xiàn)ORPHEUS會在瞬間之內(nèi)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,F(xiàn)ORPHEUS還會自己計算擊球的軌道(藍色軌道),選擇適當?shù)幕厍蛩俣群臀恢靡员阕寣κ指菀捉拥角?,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(shù)據(jù)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(diào)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(shù),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?;厍蛘`差僅為±5cm??刂破魇褂昧斯S中各類生產(chǎn)設(shè)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(zhuǎn)的動作控制器等也應(yīng)用了歐姆龍的最新技術(shù)。


絕技⑤
能夠接收腦部指令并快速揮動的手臂

用于產(chǎn)品包裝等場合的工業(yè)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(guī)

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(chǔ),計算出兩者的融合度(同步率)。從而可以通過數(shù)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(wǎng)

人與機械的融合度以及來自FORPHEUS的訊息會顯示在球網(wǎng)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(fā)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(chuàng)業(yè)者立石一真所提出的劃時代的未來預(yù)測理論,SINIC由“Seed-Innovation to Need-Impetus Cyclic Evolution”的首字母組成?!癝INIC理論”認為,“科學”、“技術(shù)”與“社會”之間存在著環(huán)狀理論關(guān)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(shù)“Sensing & Control + Think”,致力于各個領(lǐng)域的社會問題的解決。創(chuàng)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(yù)測理論——“SINIC理論”融合歐姆龍機器人技術(shù)。從“For(面向)”與“ORPHEUS(象征人類創(chuàng)造性的希臘神話中的游吟詩人)”的角度解讀,展現(xiàn)了歐姆龍面向人類創(chuàng)造性的姿態(tài)。


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