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
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將他的動作完美復現,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站收穫了2.5萬贊和3k+硬幣,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,包括顧問在內,竟只有三個人。
01 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。
即使將QIBBOT模仿人類動作的視頻放慢到0.1倍速,差別也並不明顯。
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。
而對於操作者來說,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,玩個一分鐘就能上手。
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於三個方面——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。
於是奇波團隊首先從機械系統上下手,精確設計了運動學和動力學模型。
QIBBOT的機械結構、重量分佈也都經過專門優化設計。
但QIBBOT的體型過於龐大——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。
經過反复研究,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,將延時抵消。
為了提高速度,團隊也選擇性地犧牲了一些精確度和穩定性,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,外型將得到完善,顫動的問題也會解決。
據團隊介紹,新版的QIBBOT還將在這些方面做出改進:
單臂改為雙臂,每個手臂也將擁有更多關節
軀干將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將於今年底或明年初亮相。
02 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,曾在國內外多所高校任教。
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。
關於QIBBOT,團隊的理想是複刻出電影《鐵甲鋼拳》中的戰斗場景。
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,特別是腿部的運動在機器人領域是一個世界級難題,至少在可預見的將來,哪怕是最先進的團隊,可能也無法解決這一問題。
當然,如果拋開腿部的問題不談,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。
當然也是出於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。
儘管產品失敗,但團隊積累下的經驗還是起到了作用——僅一年之後,QIBBOT的原型機終於問世。
在初代原型做出來後,團隊立刻意識到這條路徑確實可行,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,並不是一個小數目。
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,不過團隊目前對於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复。
對於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。
另外藉此機會,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。
來源:量子位