Bots de pingue-pongue retornam os tiros com precisão de alta velocidade

O novo bot de tênis de mesa possui um braço robótico multigintado que é fixado em uma extremidade de uma mesa de pingue -pongue e fornece uma pá de pingue -pongue padrão. Várias câmeras de alta velocidade e um sistema de controle de previsão de alta largura de banda, o robô estima a velocidade da bola e a trajetória, e a bola com uma variedade de rotações, com vários fios de giro, unidades ou cortes para atingir a bola corretamente.

Nos testes, os engenheiros jogaram 150 bolas em direção ao robô, uma a uma da mesa de pingue -pongue. Bot retornou com sucesso as bolas com cerca de 88 % dos três tipos de swing. A velocidade de greve do robô atinge o retorno superior dos jogadores humanos e a outra mesa robótica é mais rápida que o design do tênis.

Agora, a equipe está tentando aumentar o raio do robô para que possa retornar uma grande variedade de fotos. Então, eles imaginam que a configuração pode ser um concorrente eficaz no crescente campo de sistemas de treinamento robótico inteligentes.

Fora do jogo, a equipe disse que o tênis de mesa está adaptado para pesquisas e resgates, especialmente para pesquisas e situações de resgate e situações em tais circunstâncias que um robô precisa responder rapidamente ou esperar.

O estudante de pós-graduação do MIT, David Inguin, diz: “Os problemas que estamos resolvendo, especialmente os objetos, estão realmente relacionados a obstruir os objetos de maneira rápida e clara, em uma situação em que um robô tem que executar uma estratégia dinâmica e planejar onde seu último efeito preencherá em tempo real com um objeto”, MIT.

Engwin é co-autores de novas pesquisas, Kansio, centrado no aluno do MIT, e professor associado de engenharia mecânica e laboratório de robótica de Biometics do MIT, incluindo Sangba Kim. Os pesquisadores apresentarão os resultados desses testes em um artigo na IEEE International Conference (ICRA) sobre robótica e automação este mês.

Jogo específico

Criar robôs para jogar Ping Pong é um desafio que os pesquisadores levaram a partir dos anos 80. O problema requer uma combinação única de visão de máquinas de alta velocidade, motor rápido e ágil e controle de manipulador agudo e específico e previsão correta em tempo real, além de planos de alto nível para técnicas de jogo.

“Se você pensa no espectro do problema de controle na robótica, temos manipulação em uma extremidade, que geralmente são lentas e muito precisas, como escolher um objeto e garantir que você o esteja entendendo bem. No outro lado, você tem locomoção, que está se movendo em seu sistema e parcerias no seu sistema”. “” Ping Pong está sentado neles. Você ainda está na manipulação, na qual precisa ser mais preciso ao bater na bola, mas precisa acertá -la em 300 milissegundos, então, ela mantém uma semelhança da locomoção dinâmica e problemas específicos “.

Os robôs de Ping Pong percorreram um longo caminho desde os anos sessenta, recentemente com os projetos de Omron e Google Dipmind que usaram a “Técnica de Inteligência Artificial” dos dados anteriores de Ping Pong, para melhorar um desempenho de robô contra vários traços e tiros. Esses projetos são mostrados como rápidos e precisos o suficiente para montar com jogadores humanos intermediários.

“Esses são robôs realmente especiais projetados para tocar pingue -pongue”, diz Cansio. “Com nossos robôs, estamos explorando como as técnicas usadas para tocar pingue -pongue podem se traduzir em sistemas de mais generalização, como robôs humanóides ou etnográficos que podem fazer muitas coisas diferentes e úteis”.

Controle de jogos

Para seus novos designs, os pesquisadores desenvolveram um braço robótico leve e de alta potência que foi desenvolvido como parte do Robô de Kim MIT de Kim, Humanoid-um robô bipartidário de dois braços, do tamanho de uma criança. O grupo está usando o robô para testar as várias técnicas dinâmicas, nas quais a navegação e várias regiões são navegadas, além de pular, correr e fazer backflips, com o objetivo de implantar este robô nacional para operações de busca e salvamento.

Cada braço do humanóide possui quatro articulações ou graus de independência, controlados por cada motor elétrico. Kansio, Engwin e Kim criaram um braço robótico semelhante, que eles adaptaram para pingue -pongue, adicionando graus adicionais para a ponta.

A equipe fixou o braço robótico perto de uma mesa em uma extremidade de uma mesa padrão de pingue-pongue e montou uma câmera de captura de movimento de alta velocidade ao redor da mesa para rastrear as saltos saltadas no robô. Eles também desenvolveram os melhores algoritmos de controle que previam os princípios da matemática e da física, que a orientação da velocidade e da raquete deve ser implementada para atingir a bola com um certo tipo de balanço: loop (ou topspin), acionamento (estreito-on) ou backspin).

Eles aplicam algoritmos usando três computadores que processam as imagens da câmera simultaneamente, assumindo o status em tempo real de uma bola, e essas suposições se traduzem nos comandos para responder rapidamente ao motor do robô e para balançar.

Depois de saltar consistentemente 5 bolas no braço, eles encontraram a taxa de acertos do robô ou encontraram a correção da bola, quase a mesma para os três tipos de balanço: 1,5 % para ataques de loop, 8,2 % para CHOP e 1 87,5 % para unidade. Desde então, eles sintonizam a resposta do robô desde então e o braço atingiu as bolas mais rapidamente do que os sistemas existentes a uma velocidade de 20 metros por segundo.

Em seu jornal, a equipe relatou que a velocidade ou a ranhura do robô em velocidade com que a bola atingiu a bola é de 11 metros por segundo. Jogadores humanos avançados são conhecidos por devolver a bola em velocidade entre 21 e 25 metros de segundos. Desde que escreveu os resultados de seus testes iniciais, os pesquisadores twittaram o sistema e registraram a velocidade de ataque de até 19 metros por segundo (cerca de 42 milhas por hora).

“Alguns dos objetivos deste projeto são dizer que podemos atingir o mesmo nível de atletismo para as pessoas”, disse Engwin. “E a partir da velocidade da greve, estamos realmente chegando mais perto, muito perto” “

Seu trabalho de acompanhamento permitiu ao robô notar. A equipe incluiu os algoritmos de controle no sistema que prevê não apenas, mas como acertar a bola. Com sua última repetição, os pesquisadores podem definir uma posição de destino na mesa e o robô acertará uma bola no mesmo local.

Como foi consertado com a tabela, o robô tem mobilidade e alcance limitados e, principalmente, podem devolver as bolas que entram no espaço em forma de crescente ao redor da linha média da mesa. No futuro, os engenheiros planejam arrebatar o bot na plataforma de pórtico ou roda, permitindo cobrir um pouco mais sobre a mesa e devolver as fotos amplas.

“Uma grande coisa sobre o tênis de mesa é prever o giro e o tratado da bola sobre o tênis de mesa, desde que seu oponente o machuque, é uma informação que não lhe dará um lançador automático de bola”, diz Kansio. “Um robô como esse pode duplicar as estratégias em um ambiente de jogo oponente que ajuda as pessoas a jogar e melhorar”.

Este estudo é parcialmente apoiado pelo Instituto Robótico e da IA.