Robot de cuatro patas Anymal-D juega bádminton con humanos utilizando tecnología de IA

En el laboratorio de sistemas robóticos de Eth Zurich, los ingenieros han creado Anymal-D, un robot de cuatro patas que puede jugar al bádminton con la gente.

Este proyecto reúne robótica, inteligencia artificial y deportes, que muestra cómo los robots avanzados pueden enfrentarse a juegos dinámicos y acelerados.

El diseño y las habilidades de Anymal-D están abriendo nuevas posibilidades para la colaboración de humanos-robot en deportes y más allá.

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¿Cómo juega a Anymal-D bádminton con los humanos?

Badminton es un juego que requiere un juego de pies rápido, reacciones rápidas y una coordinación mano-ojo precisa. Para darle una oportunidad a un robot en la cancha, el Equipo de Eth Zurich Equipado Anymal-D con cuatro patas para la estabilidad y la agilidad, un brazo dinámico para balancear la raqueta y una cámara estéreo para rastrear el Shuttlecock. El robot utiliza un controlador basado en el aprendizaje de refuerzo, que le permite predecir y reaccionar ante el movimiento de Shuttlecock en tiempo real. Anymal-D puede moverse alrededor de la cancha, ajustar su postura y cronometrar sus cambios, manteniendo las manifestaciones con jugadores humanos por hasta 10 tiros.

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La tecnología detrás de las habilidades de bádminton de Anymal-D

La cámara estéreo de Anymal-D sirve como sus ojos, monitoreando constantemente el Shuttlecock. El robot utiliza un «modelo de ruido de percepción» para comparar lo que ve con los datos de su entrenamiento, lo que ayuda a rastrear el shuttlecock incluso cuando se mueve de manera impredecible. El robot puede lanzar su cuerpo para mantener a la vista el Shuttlecock, imitando cómo un jugador humano podría inclinarse para un tiro difícil.

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Aprendizaje de refuerzo unificado para control de todo el cuerpo

Coordinar las piernas y un brazo es difícil para cualquier robot. El equipo de ETH Zurich desarrolló una política de control unificada utilizando el aprendizaje de refuerzo, lo que permite que Anymal-D se mueva y se balancee como un todo coordinado. Este sistema fue entrenado en simulación, por lo que el robot aprendió a manejar una amplia gama de disparos y situaciones antes de entrar en una cancha real.

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Integración de hardware: ¿Qué hay dentro del robot?

Anymal-D combina una base cuadrúpedal resistente con el dynaarm, y su raqueta se establece en un ángulo de 45 grados para un golpe efectivo. La estimación de estado del robot se ejecuta a 400 Hz, las actualizaciones de la política de control a 100 Hz y el sistema de percepción funciona a 60 Hz. Todo esto se ejecuta en un módulo Jetson Agx Orin, haciendo que el robot responda y esté listo para la acción.

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Desafíos de jugar al bádminton con un robot

Hacer que las piernas y el brazo del robot funcionen sin problemas es un desafío importante. La mayoría de los robots manejan estas tareas por separado, pero esto limita la agilidad. Al combinar la locomoción y el control del brazo en un solo sistema, Anymal-D puede ajustar su postura y marcha en función del camino del Shuttlecock, moviéndose más como un jugador humano.

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Percepción activa: cómo Anymal-D ve el juego

Los robots no tienen ojos humanos, por lo que sus cámaras pueden luchar con las velocidades de cuadro y el campo de visión. El controlador de percepción de Anymal-D mantiene su cámara en movimiento sin problemas, siempre rastreando el shuttlecock. El modelo de ruido de percepción ayuda a cerrar la brecha entre la simulación y las coincidencias reales, lo que hace que el robot sea más confiable durante los juegos.

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Despliegue del mundo real: llevar el robot a la corte

Llevar a Anymal-D del laboratorio al Tribunal de Bádminton significaba lidiar con cuestiones prácticas como límites de potencia y retrasos en la comunicación. A pesar de estos desafíos, el robot logró mantenerse al día con los jugadores humanos, responder a diferentes velocidades de disparo y posiciones de aterrizaje, y mantener manifestaciones que mostraron su adaptabilidad y habilidad.

El rendimiento de Badminton de Anymal-D: ¿Qué muestran las pruebas?

En juegos de colaboración con jugadores aficionados, Anymal-D rastreó, interceptó y devolvió Shuttlecocks con una consistencia impresionante. En promedio, tardó alrededor de 0.357 segundos en procesar la trayectoria del Shuttlecock después de un golpe humano, dejando poco más de medio segundo para ponerse en posición y hacer el tiro. Si bien no devolvió cada disparo, la capacidad del robot para mantener manifestaciones y adaptarse al ritmo del juego destaca hasta qué punto ha llegado la robótica en escenarios deportivos dinámicos.

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Takeaways de Kurt’s Key

Anymal-D realmente muestra cuán lejos ha llegado la robótica, especialmente cuando se trata de trabajar junto a personas en actividades de ritmo rápido como el bádminton. Es interesante ver a un robot no solo mantenerse al día en la cancha, sino en realidad reunirse con jugadores humanos y adaptarse al juego a medida que se desarrolla. A medida que estas tecnologías siguen mejorando, es fácil imaginar más robots que se unen a nosotros en todo tipo de deportes y actividades, haciendo que el juego y el trabajo en equipo sea aún más divertido para todos.

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¿Tendrías curiosidad por jugar un partido contra un robot como Anymal-D, o crees que nada puede reemplazar la experiencia de jugar al bádminton con otro humano? Háganos saber escribiéndonos en Cyberguy.com/contact.

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