四足机器人与人打羽毛球

这个有四条腿的机器人通过观察和模仿人类的动作、击打羽毛球以及与人互动来学习打羽毛球。

打羽毛球的机器人。图片来源：2025 Yuntao 马，苏黎世联邦理工学院机器人系统实验室

瑞士苏黎世联邦理工学院机器人系统实验室的一个机器人专家小组开发、制造并测试了一种能够与人类对手打羽毛球的四足机器人。研究人员采用了基于强化学习的控制器，使机器人能够在比赛中跟踪、预测羽毛球的运动并做出反应。这项工作展示了多足机器人参与快节奏、动态运动环境的潜力。

羽毛球是一种类似于网球的球拍运动，主要区别在于使用羽毛球而不是网球。目标保持不变：将羽毛球越过球网，击向位于球场对面的对手。掌握羽毛球需要敏捷的步法快速到达最佳位置，精确的手臂和手部协调以准确击打羽毛球并将其发送到目标位置。为机器人配备这些功能需要进行几次专门的调整。

主要的适应是为机器人配备四条腿，而不是人类使用的两条腿。这种设计为机器人的运动提供了更大的稳定性和灵活性。为了实现这些功能，研究人员为机器人配备了立体摄像头和动态手臂。他们还实现了一个基于强化学习的控制器，以帮助机器人有效地定位自身并准确响应羽毛球的轨迹。

此外，该团队还开发了一个“感知噪声模型”，将实时摄像头数据与训练期间收集的信息进行比较。此功能允许机器人执行类似人类的羽毛球动作，例如跟进击球和投球（向前或向后倾斜其底部），以保持对羽毛球的持续跟踪。

测试证明训练是成功的，因为团队命名为 ANYmal-D 的机器人能够有效地在球场上导航，并与人类球员保持长达 10 次连续击球。