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机器人也打乒乓双打,实机连续交替击球超10次

作者:arXivDaily编辑部 论文中文资料arXiv 2610.20579 cs.RO

论文导读

两台人形机器人站到球台同一侧,轮流接球,还得给队友腾出挥拍空间。上海创智学院、Archon Robotics、香港大学、英伟达等机构提出PingpongDuo,把双人站位、移动步法和击球修正分开处理,实机演示连续交替击球超过10次,让接球与让位连成一套动作。

接完这一拍,还得给下一拍让路

红衣机器人把球打回去,接下来并非原地等球。它必须向侧面撤出,把球台前方的位置交给蓝衣队友;等蓝衣机器人完成击球,双方再交换角色。论文的实机序列把这个往返过程拍了下来。

双打比两台单打机器人并排站着多了一道约束:必须严格轮流击球。上一拍站得舒服,不代表下一拍还站得对。让得太少,会挡住队友;撤得太远,自己又可能赶不回来。系统需要同时安排两台机器人的位置,而非各自追着球跑。

图:红蓝两台机器人在连续实拍帧中交替击球、让位和恢复站位。

作者报告,单台机器人一次2.15米的让位与回位循环可在2.4秒内完成,峰值速度达到2.23米每秒。两台机器人实机连续交替击球超过10次,说明移动和交接已经能够连贯执行。这里统计的是演示中的连续击球,不是正式比赛胜率。

先保住击球手,再调整队友的位置

PingpongDuo先根据来球预估击球位置和时刻,再由团队规划器给两台机器人一起安排侧向目标。目标执行之前,还要经过风险估计:手、脚和身体间距是否可能过近。

如果计划风险太高,系统优先保留当前击球机器人的目标位置,更多调整暂时不击球的队友。这个取舍直接对应任务:马上要碰球的机器人,位置一改就可能错过来球;队友承担让位,更有调整余地。

图:团队站位规划、步法和击球技能及手臂修正的训练部署关系。

底层没有把所有动作塞进同一个控制器。团队分别训练移动与击球技能,并让它们从对方执行后产生的状态开始练习。这样,移动技能不会只会从标准站姿起步,击球技能也得习惯刚跑完、身体尚在运动的状态。

跑得快之后,球拍还要补一次修正

脚步到位并不保证球拍准时到位。机器人底座仍在移动时,原本合适的挥拍动作可能把球打偏。研究给球拍手臂加了一层小幅修正,根据机器人和球的当前状态调整原定动作。

作者用真实球路与球拍接触测量校准仿真,再在其中训练修正策略。对应实验分别比较不同起始移动速度下的回球成功率,以及100次试验的落点分布。这里的图表承担量化检验,不能把它与实机连续对打的次数混为一谈。

图:不同起始速度下的回球成功率,以及各方法100次试验的落点分布。

在论文的仿真对照中,组合式PingpongDuo合法回球率为55.6%,HITTER为42.4%,差值是13.2个百分点。它不是回球成功率达到百分之百,也不意味着所有来球都能处理。清场结束时约2厘米的位置误差,则衡量机器人让位是否到位。

这套系统验证的是一个明确协作环节:让出位置、恢复站位,再接下一拍。团队层面的避让与个体层面的击球精度,需要在同一个时间窗口里成立。

参考资料

https://arxiv.org/abs/2610.20579

https://arxiv.org/html/2610.20579

https://arxiv.org/pdf/2610.20579

https://www.archon.tech/research/PingpongDuo

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