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乒乓球机器人秀神技
人类与机械相互融合新纪元即将开启




欧姆龙认为,我们正在进入人类与机械相互“融合”的阶段。在这一阶段,机械广泛融入社会之中,人类通过获取机械的支持使自己的能力和可能性得到拓展。像乒乓球机器人FORPHEUS*这样能够激发人类能力和可能性的机械将在各个领域中不断诞生。


欧姆龙的FORPHEUS作为首个被吉尼斯纪录认定为“全球首台乒乓球教练机器人(First robot table tennis tutor)”,诞生于2013年。通过集结欧姆龙的传感与控制技术,FORPHEUS在各大展会上都显示了它精湛的乒乓球技术。FORPHEUS为世人展现了一个以机械激发人类能力、实现人机“融合”的世界。人们可以通过乒乓球对打来体验欧姆龙所谋求建立的人与机械的未来。




1/1,000秒 定位精准的FORPHEUS


一开始,FORPHEUS连一个球都接不到。这是由于击球位置或者时间的计算方面出现偏差,从而给出错误的击球命令。另外在指令发出和机器人行动之间还有一个时间差——1/1,000秒。即,必须在1/1,000秒做出回应。


通过反复的试验和调整,FORPHEUS终于做到了!在安装有两台摄像头之下,FORPHEUS可以在1/1,000秒内控制击球的时机与方向,通过预测乒乓球的运动轨迹,包括:球速、旋转速度、旋转方向等几个数据,从而计算出自己应该让球拍以什么角度在哪个点回击,误差仅几厘米。




人机融合 与你互动对打的FORPHEUS


欧姆龙的目标是创造人机相互融合的社会,因此FORPHEUS会与人类共同完成一个目标:持续的乒乓球游戏。FORPHEUS通过摄像机的分析,1秒钟内可以捕捉到80次击球影像,并以此推断出对手的击球速度以及旋转路线来预测乒乓球的运动轨迹。如果对手是一名初学者,它便会打出能够让对方容易接到的弧线慢球等球路。



当你看到FORPHEUS,并与它进行互动时,就会感受到来自它身上源源不断的智能力量。这个看似坚硬的机器人,无论是手臂、眼睛,甚至球网都非常灵活。这,都是欧姆龙传感&控制的结晶。



让“人类与机械共同成长”的欧姆龙最新技术
“FORPHEUS”的绝技


FORPHEUS是一款能够让人们在享受连续对打的乐趣的同时,提高乒乓球技巧的机器人。


第三代FORPHEUS除了原有的可根据球手发球的轨迹和强度来控制回球的功能之外,还借助AI(人工智能)技术掌握了新的绝技,实现了“机械与人类的共同成长”。


它可以在记住球手的特征和球的轨迹的基础上,通过连续对打来提高球手的水平。


它还可以通过对打实现人与机械“融合度”的可视化,从而激发球手的斗志,进一步促进人的成长。



绝技①
可以立体捕捉来球、识别球手的3只眼

左右的两个摄像头可以使FORPHEUS像人眼一样立体地识别乒乓球,并可以以1秒种80次的速度捕捉到来球。另外,FORPHEUS中央部分又增加了一个摄像头。它可以捕捉人体骨骼信息,识别球手的特征,从而判断对方是高手还是初学者。


绝技②
可以感知乒乓球去向的预测能力

FORPHEUS能够以1秒钟80次的速度计算出乒乓球的速度和旋转,对轨道做出高精度的预测。 对打的球手发球之后,FORPHEUS会在瞬间之内计算出轨道(红色轨道),并将球拍移到轨道上容易击打的位置,进行回球。另外,FORPHEUS还会自己计算击球的轨道(蓝色轨道),选择适当的回球速度和位置以便让对手更容易接到球,比如说,为初学者打出一记弧线球等。



绝技③
能够记住对手的特征和球的轨迹,不断自我成长的AI

FORPHEUS能够通过对打来记住人的特征。通过人体信息、球的轨迹、球拍挥舞方式等对球手的水平进行判断,并基于自己积累的数据改变回球方法,选择更为适合个人的实际情况的方式进行对打。另外,虽然对于人类来说有些控制和调整因为身体局限难以做到,但FORPHEUS通过运用AI的深度学习技术,成功地把回球精度提高到了±5cm。


绝技④
能够决定击球方法的FORPHEUS的大脑

FORPHEUS是以1/1000秒为单位对挥拍时机、方向等进行控制。回球误差仅为±5cm。控制器使用了工厂中各类生产设备所广泛使用的欧姆龙NJ系列。另外,启动和切换模式时所使用的触摸屏、让电机运转的动作控制器等也应用了欧姆龙的最新技术。


绝技⑤
能够接收脑部指令并快速挥动的手臂

用于产品包装等场合的工业用机器人“parallel link robot”是FORPHEUS的手臂。拥有5个臂轴的电机在接收到来自脑部的指令后会运动起来,挥动球拍。它会以0.1mm为单位对接收到脑部指令的机械手臂进行控制,做出球拍准备、乒乓球击打等动作。


绝技⑥
能够了解人与机械的融合程度的量规

它能够以球手的笑脸、对打后水平提高的程度、给FORPHEUS造成的压力等为基础,计算出两者的融合度(同步率)。从而可以通过数值来了解球手享受对打的程度、人与机械的亲密度等情况。



绝技⑦
可以将FORPHEUS的想法传达出去的球网

人与机械的融合度以及来自FORPHEUS的讯息会显示在球网上。通过把FORPHEUS的想法传达出去,或者是对球手表示理解,可以激发球手的斗志,进一步促进人的成长。




FORPHEUS植根于欧姆龙的“SINIC理论”


“SINIC理论”是欧姆龙的创业者立石一真所提出的划时代的未来预测理论,SINIC由“Seed-Innovation to Need-Impetus Cyclic Evolution”的首字母组成。“SINIC理论”认为,“科学”、“技术”与“社会”之间存在着环状理论关系,彼此互相影响和促进。



欧姆龙正在以“SINIC理论”所描绘的未来社会为目标,借助核心技术“Sensing & Control + Think”,致力于各个领域的社会问题的解决。创造人类与机械相互融合的社会,欧姆龙一直没有停下前进的脚步。


*由“Future OMRON Robotics technology for Exploring Possibility of Harmonized aUtomation with Sinic theoretics“的首字母组成的合成语,基于欧姆龙独特的未来预测理论——“SINIC理论”融合欧姆龙独家机器人技术。从“For(面向)”与“ORPHEUS(象征人类创造性的希腊神话中的游吟诗人)”的角度解读,展现了欧姆龙面向人类创造性的姿态。


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