Робот Sony обыграл элитных теннисистов, но уступил профессионалам

Как устроен робот-теннисист

Настольный теннис считается одной из самых сложных дисциплин для роботов: мяч может лететь со скоростью более 20 метров в секунду, а между ударами проходит меньше 0,5 секунды. Ace от Sony получил восемь степеней свободы, ракетку и чашу для подачи. Девять обычных камер отслеживают положение мяча в трёхмерном пространстве, а три системы событийных камер оценивают его вращение 400–700 раз в секунду.

Управляющая программа обучалась в симуляции с подкреплением без явной модели. Во время розыгрыша алгоритм выбирает действие каждые 32 миллисекунды, то есть около 31 раза в секунду. Часть движений, особенно подачи, была взята из человеческих демонстраций, а ударные траектории подбирались генетическим алгоритмом. Так робот переносит заранее обученные навыки в реальную игру, не переучиваясь на каждом сопернике.

Результаты матчей и возможности системы

Исследователи провели серию матчей с пятью элитными игроками (более 10 лет подготовки, в среднем 20 часов тренировок в неделю) и двумя профессионалами японской лиги. Ace выиграл три из пяти матчей против элитных спортсменов и семь из 13 отдельных партий. Однако против профессионалов он проиграл оба матча, выиграв лишь одну партию из семи.

По данным измерений, робот стабильно возвращает удары со скоростью до 14 метров в секунду, а при скорости выше 16 метров в секунду его успешность заметно снижается. С вращением мяча Ace справляется до 450 радиан в секунду, удерживая успешность возвратов выше 75%. Сам робот способен разгонять мяч до 16,4 метра в секунду и 600 радиан в секунду, а самый быстрый возвращённый им удар соперника достигал 19,6 метра в секунду и 867 радиан в секунду.

Исследователи из Sony подчеркивают, что Ace стал первым автономным роботом, который смог конкурировать в настольном теннисе с реальными игроками по обычным правилам. Система справилась с быстрыми розыгрышами, подачами, вращением и редкими ситуациями вроде касания сетки – это уже можно считать успехом.

Перспективы и ограничения

Хотя результат пока выглядит как инженерный тест, а не спортивный рекорд, он демонстрирует прогресс в области физического искусственного интеллекта. Если в ближайшем будущем технология сделает ещё один шаг вперёд, динамичные виды спорта могут постигнуть судьбу шахмат и го, где роботы уже уверенно побеждают профессионалов.

Работа опубликована в журнале Nature и показывает, что автономные системы способны действовать в реальном мире с высокой скоростью и точностью. Однако до победы над профессиональными спортсменами – как в настольном теннисе, так и в других видах спорта – пока далеко.