投壶|上海交大六足冰壶机器人“选手”亮相冬奥会

IT之家 2 月 19 日消息，据上海交通大学发布，2 月 18 日下午，一位特殊的机器人“选手”在“冰立方”进行了冬奥会首秀：冰壶投掷表演。只见它一双中“腿”支撑身体，一双后“腿”蹬踏起踏器，用一双前“腿”为双“手”控制冰壶的方向和移动与旋转速度，奋力一投，击中目标！
这位冰壶机器人“选手”是在科技部国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项支持下，由上海交通大学机械与动力工程学院教授高峰领衔，上海交通大学与上海智能制造功能平台有限公司组成的六足冰壶机器人研究团队研发的，是世界上首款模仿人蹬踏、支撑滑行、旋转冰壶行为方式的六足冰壶机器人。

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▲ 冰壶机器人在冰立方表演
下面是视频：
冰壶比赛不仅是一次体能竞赛，也是一场智力博弈。因此，研究团队需要根据人投掷冰壶的行为特征来训练机器人，让机器人实现人的行为决策方式。在投掷冰壶过程中，六足机器人前部双腿转化为人手的功能，实现抱壶和旋转壶的运动；中部双腿的膝盖和前部双腿的肘关节复合成四点接触冰面，形成人支撑腿的功能；后部双腿蹬踏起踏器，实现推动机器人加速滑行的功能，另外，在前部双腿具有在机器人滑行运动过程中二次掷壶来控制冰壶运动的方向、速度和角速度，实现精准投壶和击打功能。

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人类用手控制冰壶的方向和旋转速度、一条腿的足支撑身体、另一条腿蹬踏起踏器 —— 上海交通大学设计的六足机器人具备人类投掷冰壶的这三种行为功能，和人投掷冰壶时手和双足的分工非常一致。这是世界上首次出现模仿人蹬踏、支撑滑行、旋转冰壶等行为方式的六足冰壶机器人。

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▲ 机器人寻找起踏器从站立转换成投壶状态
投掷冰壶动作结束后，机器人从投掷冰壶的构态转换成站立构态，可以进行冰面行走和寻找起踏器。

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▲ 机器人从投壶转换成站立和行走状态
冰面的粗糙度和摩擦特性受冰面的制作和使用时间长短的影响明显，机器人要通过视觉和力觉检测信息，辨识冰面的摩擦特性，来建立机器人和冰壶的动力学模型，从而实现机器人运动特征规划和精准的冰壶投掷、击打。

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▲ 机器人投壶至大本营

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▲ 机器人击打冰壶出大本营
六足冰壶机器人能模仿人投掷冰壶的行为，具有视觉和力觉感知能力，能实现冰壶投掷运动的数字化，成为冰壶运动员日常训练器材，也可以辅助运动员投掷冰壶的决策与规划，给运动员当陪练员。
【投壶|上海交大六足冰壶机器人“选手”亮相冬奥会】冰壶 14 世纪起源于苏格兰，是当时人们时髦的运动方式，从 1998 年开始，冰壶被列为冬奥会正式比赛项目。冰壶运动被誉为“冰上国际象棋”，投掷队员半蹲在冰面上滑行，轻轻旋转冰壶控制出手方向；两名队友可以在冰壶前用特制的冰刷刷冰面，以控制方向和速度，非常考验参与者的体能和脑力。