Вчені навчили «робота-собаку» на базі штучного інтелекту грати в бадмінтон проти людей — і це насправді дуже добре

Будь-хто грає в бадмінтон проти людини. (Зображення: © 2025 Юньтао Ма, Лабораторія робототехнічних систем, ETH Zurich.)

Вчені навчили чотириногого робота грати в бадмінтон проти людини-суперника, і він швидко переміщається по майданчику, щоб зіграти розіграші до 10 ударів.

Поєднуючи рухи всього тіла із візуальним сприйняттям, робот під назвою «ANYmal» навчився адаптувати спосіб руху, щоб дістатися до волана та успішно повернути його через сітку завдяки штучному інтелекту (ШІ).

Це показує, що чотириногих роботів можна створювати як суперників у «складних та динамічних спортивних сценаріях», – пишуть дослідники у дослідженні, опублікованому 28 травня в журналі Science Robotics.

ANYmal — це чотирилапий робот, схожий на собаку, вагою 50 кілограмів (110 фунтів) і зростом близько 0,5 метра (1,5 фута). Наявність чотирьох ніг дозволяє ANYmal та подібним чотирилапим роботам пересуватися по складній місцевості та долати перешкоди.

Дослідники раніше додавали руки до цих машин, схожих на собак, і навчали їх, як діставати певні предмети або відкривати двері, хапаючись за ручку. Але координація контролю кінцівок та візуального сприйняття в динамічному середовищі залишається проблемою в робототехніці.

Вам може сподобатися

• 

  Китай зіткнув гуманоїдів-суперників один з одним у першому у світі «турнірі з боксу роботів»

• 

  Роботи незграбно змагалися, билися та переверталися на перших у Китаї Всесвітніх іграх гуманоїдних роботів

• 

  Знайомтесь, робот-барабанщик: вчені навчають штучний інтелект грати на барабанах, як Linkin Park та AC/DC, але, схоже, йому ще є чим зайнятися

«Спорт — це гарне застосування для такого роду досліджень, оскільки ви можете поступово підвищувати конкурентоспроможність або складність», — розповів Live Science співавтор дослідження Юньтао Ма, дослідник робототехніки, який раніше працював у ETH Zürich, а тепер працює у стартапі Light Robotics.

Навчання нової собаки новим трюкам

У цьому дослідженні Ма та його команда прикріпили динамічну руку, що тримає ракетку для бадмінтону під кутом 45 градусів, до стандартного робота ANYmal.

З додаванням руки робот досяг висоти 1,6 м (5 футів 3 дюйми) та мав 18 суглобів: по три на кожній з чотирьох ніг і шість на руці. Дослідники розробили складну вбудовану систему, яка контролювала рухи руки та ноги.

Команда також додала стереокамеру з двома об'єктивами, розташованими один на одному, трохи праворуч від центру на передній частині корпусу робота. Ці два об'єктиви дозволяли йому обробляти візуальну інформацію про волани, що летять, у режимі реального часу та визначати, куди вони рухаються.

Конфігурація ANYmal, яку використовували дослідники. Чотириногий робот має довгу динамічну руку, що тримає ракетку для бадмінтону під кутом 45 градусів, та стереокамеру, прикріплену спереду.

Потім робота навчили ставати гравцем у бадмінтон за допомогою навчання з підкріпленням. За допомогою цього типу машинного навчання робот досліджував своє середовище та методом спроб і помилок навчився помічати та відстежувати волан, орієнтуватися в його напрямку та розмахувати ракеткою.

Для цього дослідники спочатку створили імітаційне середовище, що складається з бадмінтонного корту, де віртуальний аналог робота стояв у центрі. Віртуальні волани подавали з центру половини корту суперника, а роботу було доручено відстежувати його положення та оцінювати траєкторію польоту.

Потім дослідники створили суворий режим тренувань, щоб навчити ANYmal правильно бити по воланах, при цьому віртуальний тренер винагороджував робота за різноманітні характеристики, включаючи положення ракетки, кут нахилу головки ракетки та швидкість замаху. Важливо, що винагороди за замах були засновані на часі, щоб стимулювати точні та своєчасні удари.

Волан міг приземлитися будь-де на корті, тому робот також отримував винагороду, якщо він ефективно рухався по корту та не прискорювався без потреби. Метою ANYmal було максимізувати винагороду за всі спроби.

На основі 50 мільйонів спроб цього симуляційного тренування дослідники створили нейронну мережу, яка могла б контролювати рух усіх 18 суглобів для руху до волана та удару по ньому.

Швидко навчається

Після симуляцій вчені перенесли нейронну мережу в робота, і ANYmal був випробуваний у реальному світі.

Тут робота навчили знаходити та відстежувати яскраво-помаранчевий волан, який обслуговувала інша машина, що дозволило дослідникам контролювати швидкість, кути та місця приземлення воланів. ANYmal мав швидко перебігти корт, щоб вдарити по волану зі швидкістю, яка б повернула його через сітку до центру корту.

Дослідники виявили, що після ретельного навчання робот міг відстежувати волани та точно повертати їх зі швидкістю замаху приблизно до 12 метрів за секунду (39 футів за секунду) — приблизно вдвічі менше швидкості замаху середньостатистичного гравця в бадмінтон-аматора, зазначили дослідники.

ANYmal також коригував свої рухи залежно від того, яку відстань йому потрібно було подолати до волана та скільки часу йому потрібно було, щоб дістатися до нього. Роботу не потрібно було рухатися, коли волан мав приземлитися лише за півметра від нього, але на відстані приблизно 1,5 м ANYmal намагався дістатися до волана, рухаючи всіма чотирма ногами. На відстані приблизно 2,2 м робот поскакав до волана, створюючи період підйому, який збільшив досяжність руки на 1 м у напрямку цілі.

«Керування роботом, щоб він дивився на волан, не таке вже й тривіальне», — сказав Ма. Якщо робот дивиться на волан, він не може рухатися дуже швидко. Але якщо він не дивиться, він не знатиме, куди йому потрібно йти. «Цей компроміс має відбуватися певним чином інтелектуальним способом», — сказав він.

Ма був здивований тим, наскільки добре робот зрозумів, як рухати всіма 18 суглобами скоординовано. Це особливо складне завдання, оскільки двигун у кожному суглобі навчається незалежно, але остаточний рух вимагає їхньої спільної роботи.

ПОВ'ЯЗАНІ ІСТОРІЇ

— Вчені представляють нового «робота-коня» на водневому паливі, який одного разу зможе піднятися на гору

Китайський «робот-собака», який рухається як кішка, може революціонізувати дослідження космосу та видобуток корисних копалин на астероїдах

— Дивіться, як гуманоїдні роботи плавно танцюють вальс з людьми завдяки оновленню програмного забезпечення для відстеження рухів штучним інтелектом

Команда також виявила, що робот спонтанно починав повертатися до центру майданчика після кожного удару, подібно до того, як гравці-люди готуються до вхідних воланів.

Однак дослідники зазначили, що робот не враховував рухи суперника, що є важливим способом прогнозування гравцями-людьми траєкторій волана. Включення оцінок пози людини допомогло б покращити продуктивність ANYmal, йдеться в дослідженні команди. Вони також могли б додати шийний шарнір, щоб робот міг контролювати волан довше, зазначив Ма.

Він вважає, що це дослідження зрештою матиме застосування поза межами спорту. Наприклад, воно може допомогти у видаленні уламків під час ліквідації наслідків стихійних лих, сказав він, оскільки робот зможе збалансувати динамічне візуальне сприйняття зі спритними рухами.

Софі БердугоНавігація по соціальним посиланнямАвтор Live Science

Софі — штатна авторка Live Science з Великої Британії. Вона охоплює широкий спектр тем, раніше публікуючи статті про дослідження, що охоплюють різні теми: від спілкування бонобо до першої води у Всесвіті. Її роботи також публікувалися в таких виданнях, як New Scientist, The Observer та BBC Wildlife, а також вона була номінована на премію «Новачок року» Асоціації британських наукових письменників 2025 року за свою позаштатну роботу в New Scientist. Перш ніж стати науковою журналісткою, вона отримала докторський ступінь з еволюційної антропології в Оксфордському університеті, де чотири роки досліджувала, чому деякі шимпанзе краще користуються інструментами, ніж інші.

Ви повинні підтвердити своє публічне ім'я, перш ніж коментувати

Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім'я для відображення.

Вийти Читати далі

Китай зіткнув гуманоїдів-суперників один з одним у першому у світі «турнірі з боксу роботів»

Роботи незграбно змагалися, билися та переверталися на перших у Китаї Всесвітніх іграх гуманоїдних роботів

Знайомтесь, робот-барабанщик: вчені навчають штучний інтелект грати на барабанах, як Linkin Park та AC/DC, але, схоже, йому ще є чим зайнятися

Подивіться, як цей милий робот-слон грає в боулінг — це перший робот такого роду, надрукований на 3D-принтері.

Дивіться, як на робота-краба “Хвилястий Дейв” напали у змаганні з розмахування клешнями зі справжніми крабами

Новий штучний інтелект MIT може навчитися керувати роботами, спостерігаючи за світом їхніми очима — для цього потрібна лише одна камера. Найновіше в робототехніці.

Знайомтесь, робот-барабанщик: вчені навчають штучний інтелект грати на барабанах, як Linkin Park та AC/DC, але, схоже, йому ще є чим зайнятися

Роботи незграбно змагалися, билися та переверталися на перших у Китаї Всесвітніх іграх гуманоїдних роботів

Дивіться, як цей робот-“канібал” стає більшим і сильнішим, поглинаючи менших роботів

Студенти створили новий «гібридний дрон» — спостерігайте, як він літає в повітрі, а потім плавно пірнайте під воду

Китай запускає першого у світі робота, який може працювати самостійно 24/7 — дивіться, як він самостійно замінює батарейки на нових тривожних кадрах

Подивіться, як цей милий робот-слон грає в боулінг — це перший робот такого роду, надрукований на 3D-принтері. Останні новини

Вчені навчили «робота-собаку» на базі штучного інтелекту грати в бадмінтон проти людей — і це насправді дуже добре

У Республіці Джорджія виявлено людську щелепу віком 1,8 мільйона років — і це може бути найдавнішим доказом існування Homo erectus.

1000-річна ігрова фігурка «король» з характерною зачіскою «це найближче, що ми коли-небудь зможемо зобразити у портреті вікінга»

Десятки таємничих крапель, виявлених всередині Марса, можуть бути залишками «невдалих планет»

Дивіться, що станеться з Токіо, якщо гора Фудзі вивергнеться «без попередження», у новому відео, створеному штучним інтелектом

«Надзвичайно тривожно»: ChatGPT та Gemini відповідають на запитання про високий ризик самогубства, зокрема деталі щодо методів. ОСТАННІ СТАТТІ

Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.

• Про нас
• Зверніться до експертів Future
• Умови та положення
• Політика конфіденційності
• Політика щодо файлів cookie
• Заява про доступність
• Рекламуйтеся у нас
• Веб-сповіщення
• Кар'єра
• Редакційні стандарти
• Як запропонувати нам історію

© Future US, Inc. Повний 7-й поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10036.

var dfp_config = { “site_platform”: “vanilla”, “keywords”: “тип-новини-щоденно,serversidehawk,відеоартикл,van-enable-adviser-