今天小編分享的科學經驗:現實版鐵甲鋼拳!山東3人團隊打造史上最快拳擊機器人,最低延遲12毫秒,歡迎閱讀。
注意看,這個男人正在用自己的動作操縱一個機器人。
只見他出拳同時,機器人幾乎毫無延遲地将他的動作完美復現,拳拳揮向 " 擂台 " 另一端由 AI 控制的拳擊手。
這畫面,簡直就是科幻電影《鐵甲鋼拳》照進現實,看得網友直呼泰褲辣!
這段視頻在 B 站收獲了 2.5 萬贊和 3k+ 硬币,還受到了 IEEE Spectrum 和 New Scientist 的關注。
有網友按捺不住,看完視頻立馬在線求問:
那麼在哪裡才能買到呢?
還有網友直接高呼 " 加速 ",期待起了 AI 拳王大戰。
這麼精彩的畫面,又怎麼能少了列文虎克的身影?
這款機器人叫「QIBBOT」,是以開發公司「奇波機器人」的名字命名的。
QIBBOT 的誕生,正是受到了電影《鐵甲鋼拳》的啟發。
而 QIBBOT 的研發團隊,包括顧問在内,竟只有三個人。
天下武功,唯快不破
QIBBOT 是迄今為止速度最快的遙控機器人。
在高速操作下,QIBBOT 的最低延遲只有 12 毫秒,不到眨一次眼時間的 1/15。
即使将 QIBBOT 模仿人類動作的視頻放慢到 0.1 倍速,差别也并不明顯。
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,其他的動作 QIBBOT 也能模仿,比如比賽之後擊拳致意。
而對于操作者來說,學習使用 QIBBOT 也十分容易。
只需穿戴好體感設備,然後正常做出動作,玩個一分鍾就能上手。
對 QIBBOT 速度快這一點,B 站網友們紛紛表示認同,甚至認為操控者的速度才是機器人速度的極限:
此前的遙操作機器人,延時普遍在 100 毫秒量級。
QIBBOT 團隊為我們講解了他們是如何把這個數字降低到 12 毫秒的。
據了解,遙操作機器人的誤差主要來源于三個方面——運算、通信和機械系統。
其中通信延遲已經小到可以忽略不計。
于是奇波團隊首先從機械系統上下手,精确設計了運動學和動力學模型。
QIBBOT 的機械結構、重量分布也都經過專門優化設計。
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 140 公斤。
單純靠機械結構還不足以把延時降到 12 毫秒的水平。
經過反復研究,團隊在 QIBBOT 的控制算法中創新性地加入了預測控制。
簡單說就是在操縱者完成操控動作之前進行預判,将延時抵消。
為了提高速度,團隊也選擇性地犧牲了一些精确度和穩定性,運動過程中會出現顫動。
不過就進行拳擊比賽這個目的而言,這些精度的損失是可接受的。
在今後推出的新版 QIBBOT 之中,外型将得到完善,顫動的問題也會解決。
據團隊介紹,新版的 QIBBOT 還将在這些方面做出改進:
單臂改為雙臂,每個手臂也将擁有更多關節
軀幹将能夠進行旋轉與上下運動
運動模式更接近人類
擁有更好的拳擊策略
動作更加流暢
團隊告訴我們,下一代 QIBBOT 将于今年底或明年初亮相。
Make something cool
我們有幸和 QIBBOT 的團隊聊了聊它的誕生過程。
團隊的核心,也是技術顧問耿濤,擁有 20 多年的機器人研究經驗,曾在國内外多所高校任教。
耿濤的兒子耿一寧和一名兼職成員一起進行具體操作,同時耿一寧還出任公司 CEO。
關于 QIBBOT,團隊的理想是復刻出電影《鐵甲鋼拳》中的戰鬥場景。
不過交流過程中耿濤也坦言,這個夢想還很遙遠,目前的 QIBBOT 只實現了非常小的一部分。
實現那個程度是很難的,特别是腿部的運動在機器人領網域是一個世界級難題,至少在可預見的将來,哪怕是最先進的團隊,可能也無法解決這一問題。
當然,如果抛開腿部的問題不談,只看上半身的運動,比如扭腰等,團隊則表示 " 還是有信心做得很好的 "。
而提到為何會想到做這樣一款與眾不同的機器人,耿濤打趣說道:
一開始沒想那麼多,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。
當然也是出于對電子遊戲和電影的熱愛,而且這件事還未有人去做,我們都認為值得一試。
QIBBOT 的研究早在 2019 年就已經開始,在前三年中,團隊一共投入了 30-40 萬,但最後沒能成功。
盡管產品失敗,但團隊積累下的經驗還是起到了作用——僅一年之後,QIBBOT 的原型機終于問世。
在初代原型做出來後,團隊立刻意識到這條路徑确實可行,而且這樣一個接近 2 米重達 140 公斤的機器人去打拳擊,視覺上本身也是一件很令人震撼的事。
根據了解,做出這樣一款遙操機器人的成本至少在數十萬元之上,加上之前失敗花費的成本,并不是一個小數目。
目前實驗費用一直由團隊自己承擔,為了省錢團隊也花了一些心思,比如在二手平台買電機。
當然,熱愛是一回事,商業又是另一回事,在做科研這件事上不可能一直用愛發電。
雖然投入不小,不過團隊目前對于產品商業化倒未過分關注。
耿濤表示:我們一直秉承這樣一種理念,不預先判斷不存在的東西是否有價值。
先走出第一步,讓產品迭代給更多人體驗,再去考慮商業化變現。公司從一開始的定位,就是一家小而專的公司,追求技術極致和保持專業。
同時我們還注意到,網友們在 B 站視頻中的評論,幾乎每一條都得到了團隊的回復。
對于有些網友期待的量產版本,耿濤告訴我們,等原型機完善成熟之後,可以聘請專門做量產的團隊,會非常容易。
另外借此機會,團隊也希望向 B 站上關心支持 QIBBOT 的網友們表示感謝。
沒想到 QIBBOT 會受到這麼多網友的關注,網友提的建議我們都認真看了,非常感謝他們,也很高興有這麼多人喜歡機器人。
訪談最後,團隊成員呼籲,希望大家都可以動手參與去做一些酷的事情。
B 站視頻地址已經貼在下面,感興趣可以去看看~
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/