四足機器人與人打羽毛球

這個有四條腿的機器人通過觀察和模仿人類的動作、擊打羽毛球以及與人互動來學習打羽毛球。

打羽毛球的機器人。圖片來源：2025 Yuntao 馬，蘇黎世聯邦理工學院機器人系統實驗室

瑞士蘇黎世聯邦理工學院機器人系統實驗室的一個機器人專家小組開發、制造并測試了一種能夠與人類對手打羽毛球的四足機器人。研究人員采用了基于強化學習的控制器，使機器人能夠在比賽中跟蹤、預測羽毛球的運動并做出反應。這項工作展示了多足機器人參與快節奏、動態運動環境的潛力。

羽毛球是一種類似于網球的球拍運動，主要區別在于使用羽毛球而不是網球。目標保持不變：將羽毛球越過球網，擊向位于球場對面的對手。掌握羽毛球需要敏捷的步法快速到達最佳位置，精確的手臂和手部協調以準確擊打羽毛球并將其發送到目標位置。為機器人配備這些功能需要進行幾次專門的調整。

主要的適應是為機器人配備四條腿，而不是人類使用的兩條腿。這種設計為機器人的運動提供了更大的穩定性和靈活性。為了實現這些功能，研究人員為機器人配備了立體攝像頭和動態手臂。他們還實現了一個基于強化學習的控制器，以幫助機器人有效地定位自身并準確響應羽毛球的軌跡。

此外，該團隊還開發了一個“感知噪聲模型”，將實時攝像頭數據與訓練期間收集的信息進行比較。此功能允許機器人執行類似人類的羽毛球動作，例如跟進擊球和投球（向前或向后傾斜其底部），以保持對羽毛球的持續跟蹤。

測試證明訓練是成功的，因為團隊命名為 ANYmal-D 的機器人能夠有效地在球場上導航，并與人類球員保持長達 10 次連續擊球。