现实版铁甲钢拳!山东3人团队打造史上最快拳击机器人,最低延迟12毫秒
网友:操控者才是性能瓶颈
克雷西 尚恩 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI
注意看,这个男人正在用自己的动作操纵一个机器人。
只见他出拳同时,机器人几乎毫无延迟地将他的动作完美复现,拳拳挥向“擂台”另一端由AI控制的拳击手。
这画面,简直就是科幻电影《铁甲钢拳》照进现实,看得网友直呼泰裤辣!
这段视频在B站收获了2.5万赞和3k+硬币,还受到了IEEE Spectrum和New Scientist的关注。
有网友按捺不住,看完视频立马在线求问:
那么在哪里才能买到呢?
还有网友直接高呼“加速”,期待起了AI拳王大战。
这么精彩的画面,又怎么能少了列文虎克的身影?
这款机器人叫「QIBBOT」,是以开发公司「奇波机器人」的名字命名的。
QIBBOT的诞生,正是受到了电影《铁甲钢拳》的启发。
而QIBBOT的研发团队,包括顾问在内,竟只有三个人。
天下武功,唯快不破
QIBBOT是迄今为止速度最快的遥控机器人。
在高速操作下,QIBBOT的最低延迟只有12毫秒,不到眨一次眼时间的1/15。
即使将QIBBOT模仿人类动作的视频放慢到0.1倍速,差别也并不明显。
而如果把操纵者换成AI,出拳的速度就更快了。
除了拳击比赛,其他的动作QIBBOT也能模仿,比如比赛之后击拳致意。
而对于操作者来说,学习使用QIBBOT也十分容易。
只需穿戴好体感设备,然后正常做出动作,玩个一分钟就能上手。
对QIBBOT速度快这一点,B站网友们纷纷表示认同,甚至认为操控者的速度才是机器人速度的极限:
此前的遥操作机器人,延时普遍在100毫秒量级。
QIBBOT团队为我们讲解了他们是如何把这个数字降低到12毫秒的。
据了解,遥操作机器人的误差主要来源于三个方面——运算、通信和机械系统。
其中通信延迟已经小到可以忽略不计。
于是奇波团队首先从机械系统上下手,精确设计了运动学和动力学模型。
QIBBOT的机械结构、重量分布也都经过专门优化设计。
但QIBBOT的体型过于庞大——一米九的身高和一米五的臂长,仅单臂版本就重达140公斤。
单纯靠机械结构还不足以把延时降到12毫秒的水平。
经过反复研究,团队在QIBBOT的控制算法中创新性地加入了预测控制。
简单说就是在操纵者完成操控动作之前进行预判,将延时抵消。
为了提高速度,团队也选择性地牺牲了一些精确度和稳定性,运动过程中会出现颤动。
不过就进行拳击比赛这个目的而言,这些精度的损失是可接受的。
在今后推出的新版QIBBOT之中,外型将得到完善,颤动的问题也会解决。
据团队介绍,新版的QIBBOT还将在这些方面做出改进:
- 单臂改为双臂,每个手臂也将拥有更多关节
- 躯干将能够进行旋转与上下运动
- 运动模式更接近人类
- 拥有更好的拳击策略
- 动作更加流畅
团队告诉我们,下一代QIBBOT将于今年底或明年初亮相。
Make something cool
我们有幸和QIBBOT的团队聊了聊它的诞生过程。
团队的核心,也是技术顾问耿涛,拥有20多年的机器人研究经验,曾在国内外多所高校任教。
耿涛的儿子耿一宁和一名兼职成员一起进行具体操作,同时耿一宁还出任公司CEO。
关于QIBBOT,团队的理想是复刻出电影《铁甲钢拳》中的战斗场景。
不过交流过程中耿涛也坦言,这个梦想还很遥远,目前的QIBBOT只实现了非常小的一部分。
实现那个程度是很难的,特别是腿部的运动在机器人领域是一个世界级难题,至少在可预见的将来,哪怕是最先进的团队,可能也无法解决这一问题。
当然,如果抛开腿部的问题不谈,只看上半身的运动,比如扭腰等,团队则表示“还是有信心做得很好的”。
而提到为何会想到做这样一款与众不同的机器人,耿涛打趣说道:
一开始没想那么多,只是想要做一些酷的事,去享受那种把东西一步步做出来的感觉。
当然也是出于对电子游戏和电影的热爱,而且这件事还未有人去做,我们都认为值得一试。
QIBBOT的研究早在2019年就已经开始,在前三年中,团队一共投入了30-40万,但最后没能成功。
尽管产品失败,但团队积累下的经验还是起到了作用——仅一年之后,QIBBOT的原型机终于问世。
在初代原型做出来后,团队立刻意识到这条路径确实可行,而且这样一个接近2米重达140公斤的机器人去打拳击,视觉上本身也是一件很令人震撼的事。
根据了解,做出这样一款遥操机器人的成本至少在数十万元之上,加上之前失败花费的成本,并不是一个小数目。
目前实验费用一直由团队自己承担,为了省钱团队也花了一些心思,比如在二手平台买电机。
当然,热爱是一回事,商业又是另一回事,在做科研这件事上不可能一直用爱发电。
虽然投入不小,不过团队目前对于产品商业化倒未过分关注。
耿涛表示:我们一直秉承这样一种理念,不预先判断不存在的东西是否有价值。
先走出第一步,让产品迭代给更多人体验,再去考虑商业化变现。公司从一开始的定位,就是一家小而专的公司,追求技术极致和保持专业。
同时我们还注意到,网友们在B站视频中的评论,几乎每一条都得到了团队的回复。
对于有些网友期待的量产版本,耿涛告诉我们,等原型机完善成熟之后,可以聘请专门做量产的团队,会非常容易。
另外借此机会,团队也希望向B站上关心支持QIBBOT的网友们表示感谢。
没想到QIBBOT会受到这么多网友的关注,网友提的建议我们都认真看了,非常感谢他们,也很高兴有这么多人喜欢机器人。
访谈最后,团队成员呼吁,希望大家都可以动手参与去做一些酷的事情。
B站视频地址已经贴在下面,感兴趣可以去看看~
参考链接:
[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/
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