現(xiàn)實(shí)版鐵甲鋼拳！山東3人團(tuán)隊(duì)打造史上最快拳擊機(jī)器人，最低延遲12毫秒

克雷西 2023-07-30 12:32:23 來源：量子位

克雷西 尚恩 發(fā)自 凹非寺

量子位 | 公眾號 QbitAI

注意看，這個(gè)男人正在用自己的動(dòng)作操縱一個(gè)機(jī)器人。

只見他出拳同時(shí)，機(jī)器人幾乎毫無延遲地將他的動(dòng)作完美復(fù)現(xiàn)，拳拳揮向“擂臺(tái)”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(jìn)現(xiàn)實(shí)，看得網(wǎng)友直呼泰褲辣！

這段視頻在B站收獲了2.5萬贊和3k+硬幣，還受到了IEEE Spectrum和New Scientist的關(guān)注。

有網(wǎng)友按捺不住，看完視頻立馬在線求問：

那么在哪里才能買到呢？

還有網(wǎng)友直接高呼“加速”，期待起了AI拳王大戰(zhàn)。

這么精彩的畫面，又怎么能少了列文虎克的身影？

這款機(jī)器人叫「QIBBOT」，是以開發(fā)公司「奇波機(jī)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(fā)。

而QIBBOT的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，包括顧問在內(nèi)，竟只有三個(gè)人。

天下武功，唯快不破

QIBBOT是迄今為止速度最快的遙控機(jī)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(shí)間的1/15。

即使將QIBBOT模仿人類動(dòng)作的視頻放慢到0.1倍速，差別也并不明顯。

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(dòng)作QIBBOT也能模仿，比如比賽之后擊拳致意。

而對于操作者來說，學(xué)習(xí)使用QIBBOT也十分容易。

只需穿戴好體感設(shè)備，然后正常做出動(dòng)作，玩?zhèn)€一分鐘就能上手。

對QIBBOT速度快這一點(diǎn)，B站網(wǎng)友們紛紛表示認(rèn)同，甚至認(rèn)為操控者的速度才是機(jī)器人速度的極限：

此前的遙操作機(jī)器人，延時(shí)普遍在100毫秒量級。

QIBBOT團(tuán)隊(duì)為我們講解了他們是如何把這個(gè)數(shù)字降低到12毫秒的。

據(jù)了解，遙操作機(jī)器人的誤差主要來源于三個(gè)方面——運(yùn)算、通信和機(jī)械系統(tǒng)。

其中通信延遲已經(jīng)小到可以忽略不計(jì)。

于是奇波團(tuán)隊(duì)首先從機(jī)械系統(tǒng)上下手，精確設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型。

QIBBOT的機(jī)械結(jié)構(gòu)、重量分布也都經(jīng)過專門優(yōu)化設(shè)計(jì)。

但QIBBOT的體型過于龐大——一米九的身高和一米五的臂長，僅單臂版本就重達(dá)140公斤。

單純靠機(jī)械結(jié)構(gòu)還不足以把延時(shí)降到12毫秒的水平。

經(jīng)過反復(fù)研究，團(tuán)隊(duì)在QIBBOT的控制算法中創(chuàng)新性地加入了預(yù)測控制。

簡單說就是在操縱者完成操控動(dòng)作之前進(jìn)行預(yù)判，將延時(shí)抵消。

為了提高速度，團(tuán)隊(duì)也選擇性地犧牲了一些精確度和穩(wěn)定性，運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)出現(xiàn)顫動(dòng)。

不過就進(jìn)行拳擊比賽這個(gè)目的而言，這些精度的損失是可接受的。

在今后推出的新版QIBBOT之中，外型將得到完善，顫動(dòng)的問題也會(huì)解決。

據(jù)團(tuán)隊(duì)介紹，新版的QIBBOT還將在這些方面做出改進(jìn)：

• 單臂改為雙臂，每個(gè)手臂也將擁有更多關(guān)節(jié)
• 軀干將能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)與上下運(yùn)動(dòng)
• 運(yùn)動(dòng)模式更接近人類
• 擁有更好的拳擊策略
• 動(dòng)作更加流暢

團(tuán)隊(duì)告訴我們，下一代QIBBOT將于今年底或明年初亮相。

Make something cool

我們有幸和QIBBOT的團(tuán)隊(duì)聊了聊它的誕生過程。

團(tuán)隊(duì)的核心，也是技術(shù)顧問耿濤，擁有20多年的機(jī)器人研究經(jīng)驗(yàn)，曾在國內(nèi)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(jìn)行具體操作，同時(shí)耿一寧還出任公司CEO。

關(guān)于QIBBOT，團(tuán)隊(duì)的理想是復(fù)刻出電影《鐵甲鋼拳》中的戰(zhàn)斗場景。

不過交流過程中耿濤也坦言，這個(gè)夢想還很遙遠(yuǎn)，目前的QIBBOT只實(shí)現(xiàn)了非常小的一部分。

實(shí)現(xiàn)那個(gè)程度是很難的，特別是腿部的運(yùn)動(dòng)在機(jī)器人領(lǐng)域是一個(gè)世界級難題，至少在可預(yù)見的將來，哪怕是最先進(jìn)的團(tuán)隊(duì)，可能也無法解決這一問題。

當(dāng)然，如果拋開腿部的問題不談，只看上半身的運(yùn)動(dòng)，比如扭腰等，團(tuán)隊(duì)則表示“還是有信心做得很好的”。

而提到為何會(huì)想到做這樣一款與眾不同的機(jī)器人，耿濤打趣說道：

一開始沒想那么多，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(dāng)然也是出于對電子游戲和電影的熱愛，而且這件事還未有人去做，我們都認(rèn)為值得一試。

QIBBOT的研究早在2019年就已經(jīng)開始，在前三年中，團(tuán)隊(duì)一共投入了30-40萬，但最后沒能成功。

盡管產(chǎn)品失敗，但團(tuán)隊(duì)積累下的經(jīng)驗(yàn)還是起到了作用——僅一年之后，QIBBOT的原型機(jī)終于問世。

在初代原型做出來后，團(tuán)隊(duì)立刻意識到這條路徑確實(shí)可行，而且這樣一個(gè)接近2米重達(dá)140公斤的機(jī)器人去打拳擊，視覺上本身也是一件很令人震撼的事。

根據(jù)了解，做出這樣一款遙操機(jī)器人的成本至少在數(shù)十萬元之上，加上之前失敗花費(fèi)的成本，并不是一個(gè)小數(shù)目。

目前實(shí)驗(yàn)費(fèi)用一直由團(tuán)隊(duì)自己承擔(dān)，為了省錢團(tuán)隊(duì)也花了一些心思，比如在二手平臺(tái)買電機(jī)。

當(dāng)然，熱愛是一回事，商業(yè)又是另一回事，在做科研這件事上不可能一直用愛發(fā)電。

雖然投入不小，不過團(tuán)隊(duì)目前對于產(chǎn)品商業(yè)化倒未過分關(guān)注。

耿濤表示：我們一直秉承這樣一種理念，不預(yù)先判斷不存在的東西是否有價(jià)值。

先走出第一步，讓產(chǎn)品迭代給更多人體驗(yàn)，再去考慮商業(yè)化變現(xiàn)。公司從一開始的定位，就是一家小而專的公司，追求技術(shù)極致和保持專業(yè)。

同時(shí)我們還注意到，網(wǎng)友們在B站視頻中的評論，幾乎每一條都得到了團(tuán)隊(duì)的回復(fù)。

對于有些網(wǎng)友期待的量產(chǎn)版本，耿濤告訴我們，等原型機(jī)完善成熟之后，可以聘請專門做量產(chǎn)的團(tuán)隊(duì)，會(huì)非常容易。

另外借此機(jī)會(huì)，團(tuán)隊(duì)也希望向B站上關(guān)心支持QIBBOT的網(wǎng)友們表示感謝。

沒想到QIBBOT會(huì)受到這么多網(wǎng)友的關(guān)注，網(wǎng)友提的建議我們都認(rèn)真看了，非常感謝他們，也很高興有這么多人喜歡機(jī)器人。

訪談最后，團(tuán)隊(duì)成員呼吁，希望大家都可以動(dòng)手參與去做一些酷的事情。

B站視頻地址已經(jīng)貼在下面，感興趣可以去看看～

參考鏈接：
[1]
https://spectrum.ieee.org/fighting-robots
[2]
https://www.newscientist.com/article/2379265-ultra-fast-boxing-robots-could-be-used-for-real-life-fighting-game/