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今天下午，一位特殊的冰壺“選手”在“冰立方”進行冬奧會首秀——世界首款模仿人蹬踏、支撐滑行、旋轉冰壺的六足冰壺機器人選手，奮力投擲出一枚冰壺，擊中目標！

圖說：六足冰壺機器人 采訪對象供圖（下同）

這位冰壺機器人“選手”是在科技部國家重點研發(fā)計劃“科技冬奧”重點專項支持下，由上海交通大學機械與動力工程學院教授高峰領銜，上海交通大學與上海智能制造功能平臺有限公司組成的六足冰壺機器人研究團隊研發(fā)。它具備“控制冰壺的方向和旋轉速度”“支撐身體”和“蹬踏起踏器”三種人類投擲冰壺的行為功能，且和人投擲冰壺時手足的分工非常一致，也是世界上首次出現(xiàn)模仿人蹬踏、支撐滑行、旋轉冰壺的六足冰壺機器人。

2018年平昌冬奧會后，國際上出現(xiàn)了輪式冰壺機器人，但與人類的投擲還有很大區(qū)別。運動場上為何需要機器人選手？由人主導的冰壺比賽能否用機器人替代？高峰表示，冰壺機器人模擬人的行為進行冰壺擊打，它產生的參數(shù)，對于今后運動員的數(shù)字化、精準化、科學化訓練，將能提供很大幫助。

冰壺比賽不僅是一次體能競賽，也是一場智力博弈。怎樣根據(jù)人投擲冰壺的行為特征，設計機器人的結構？如何根據(jù)視覺與力覺測量的信息，辨識冰面與機器人接觸的動力學參數(shù)，預測機器人滑行和冰壺運動的軌跡？如何根據(jù)人類投擲冰壺的決策方法來控制機器人的行為？這些都是高峰團隊開發(fā)六足冰壺機器人遇到的技術挑戰(zhàn)。

研究團隊根據(jù)人投擲冰壺的行為特征來訓練機器人，讓機器人實現(xiàn)人的行為決策方式。在投擲冰壺過程中，六足機器人前部雙腿轉化為人手的功能，實現(xiàn)抱壺和旋轉壺的運動；中部雙腿的膝蓋和前部雙腿的肘關節(jié)復合成四點接觸冰面，形成人支撐腿的功能；后部雙腿蹬踏起踏器，實現(xiàn)推動機器人加速滑行的功能。另外，前部雙腿還能在機器人滑行過程中二次擲壺，控制冰壺運動的方向、速度和角速度，實現(xiàn)精準投壺和擊打功能。

投擲冰壺動作結束后，機器人從投擲冰壺的構態(tài)轉換成站立構態(tài)，可以進行冰面行走和尋找起踏器。冰面的粗糙度和摩擦特性受冰面的制作和使用時間長短的影響明顯，機器人要通過視覺和力覺檢測信息，辨識冰面的摩擦特性，來建立機器人和冰壺的動力學模型，實現(xiàn)機器人運動特征規(guī)劃和精準的冰壺投擲。

六足冰壺機器人能模仿人投擲冰壺，具有視覺和力覺感知能力，能實現(xiàn)冰壺投擲運動的數(shù)字化，成為冰壺運動員日常訓練器材，也可以輔助運動員投擲冰壺的決策與規(guī)劃，給運動員當陪練員。“經過模擬訓練，這款冰壺機器人能夠學習指定運動員的特征，這也意味著未來它可以‘變身’模擬，為運動員開啟不同的‘對手’實戰(zhàn)訓練模式”，高峰提到。

這款機器人在冬奧會冰壺比賽期間進行了投擲冰壺表演，為奧運選手加油鼓勁。冰壺機器人或人機競賽進行的投擲冰壺表演，也給冰壺比賽增添不少樂趣，讓更多人喜歡上冰壺運動，并激發(fā)青少年對科創(chuàng)的興趣。

新民晚報記者 易蓉 特約通訊員 江倩倩

關鍵詞： 冰壺機器人ldquo選手rdquo亮相冬奧 上海交大研發(fā)世