Ученые создали робота, который может победить элитных игроков в настольный теннис
Настольный теннис – один из самых требующих навыков видов спорта на планете. Сегодня инженеры создали робота, способного превзойти некоторых лучших игроков мира.
Его зовут Ace, и против «элитных» игроков-любителей, которые занимаются этим видом спорта в среднем 20 часов в неделю, робот Sony с искусственным интеллектом выиграл три из пяти матчей. На данный момент это одна из самых ярких демонстраций того, как робот достигает высокого уровня в быстром интерактивном виде спорта.
Это представляет собой довольно крупный прорыв в робототехнике: это система, которая сочетает в себе высокоскоростное зондирование, принятие решений с помощью искусственного интеллекта и роботизированное управление, чтобы конкурировать с игроками-людьми в реальных условиях, вызывая головокружительные реакции в реальном времени.
«Это исследование показало, что автономный робот фактически может побеждать в соревновательном виде спорта, сравнявшись или превзойдя его. время реакции и принятие решений людьми в физическом пространстве», — говорит робототехник Петер Дюрр, директор Sony AI в Цюрихе и руководитель проекта Ace.
«Настольный теннис — это игра огромной сложности, требующая принятия решений за доли секунды, а также скорости и мощности. Этот исследовательский прорыв подчеркивает потенциал физических агентов искусственного интеллекта для выполнения интерактивных задач в реальном времени и представляет собой значительный шаг на пути к созданию роботов с более широкими возможностями для быстрого, точного взаимодействия с людьми в реальном времени».
Многие системы искусственного интеллекта показали, что машинное обучение может успешно решать виртуальные задачи: от простой игры в понг — знаменитой видеоигры Atari с двумя ракетками — до более сложных стратегических игр, таких как шахматы, го и StarCraft II.
Физические игры в мясном пространстве экспоненциально сложнее победить с помощью искусственных систем. Робот должен воспринимать непредсказуемые изменения во внешней среде, интерпретировать, что означают эти изменения, решать, как реагировать, а затем выполнять необходимые действия – и все это в мгновение ока.
Ace опирается на предыдущую работу команды Sony AI, агента по имени Gran Turismo Sophy, который может обогнать игроков-людей в видеоигре Gran Turismo. Однако Ace, очевидно, гораздо сложнее.
Его конструкция состоит из трех основных частей. Во-первых, это система восприятия, которая позволяет ему видеть и отслеживать мяч. Что особенно важно, это включает в себя возможность определять вращение мяча, что может изменить способ отскока мяча и его траекторию в воздухе. Предыдущие роботы для настольного тенниса часто с трудом учитывали вращение, несмотря на его важность в реальной игре.
Вторым важным компонентом является «мозг» искусственного интеллекта, обученный с помощью глубокого обучения с подкреплением, делающий удар за ударом в смоделированных виртуальных играх, чтобы методом проб и ошибок узнать, что работает, а что нет. Это означает, что система может принимать решения мгновенно, а не полагаться на заранее запрограммированные настройки.
Наконец, высокоскоростное роботизированное оборудование: восьмисуставная, очень маневренная роботизированная рука, которая может точно и быстро выполнять решения о том, где и как разместить биту.
Чтобы заставить Эйса испытать свои силы, Sony AI столкнула робота с семью игроками-людьми — матчи до трех побед против пяти элитных любителей, которые играют более десятилетие, интенсивные и последовательные тренировки, а также матчи до лучших из пяти против двух профессиональных игроков японской лиги, Минами Андо и Какеру Соне.
Он сыграл в общей сложности 13 игр против элитных игроков и выиграл семь раз, в общей сложности одержав три победы в матчах. Против профессионалов его методы были не столь эффективны: Эйс выиграл только одну игру из семи сыгранных и в конечном итоге проиграл оба матча.
Но его производительность превосходит показатели предыдущих роботов для настольного тенниса, достигая уровня, позволяющего конкурировать с людьми высокого уровня.
Анализ игр Эйса показал, что обнаружение вращения может быть ключевым. Робот набирал очки не за счет ударов сильнее, чем его противники-люди, а благодаря мастерскому контролю, успешно возвращая 75 процентов вращающихся мячей в широком диапазоне вращений.
Он также выиграл несколько прямых очков на подачах и выполнил несколько маневров, которые удивили наблюдателей-людей.
Как отмечают исследователи в своей статье, эксперт по настольному теннису и бывший олимпиец Кинджиро Накамура заметил, увидев один из бросков Эйса, что: «Никто другой не смог бы это сделать». Я не думал, что это возможно. Но тот факт, что это возможно… означает, что существует вероятность, что человек тоже может это сделать».
Это говорит о том, что роботы, подобные Эйсу, предлагают способ изучить новые методы и навыки, чтобы улучшить наши собственные результаты в определенных областях.
Связано: Ученые вырастили мини-мозги, а затем обучили их решать инженерные задачи
Робот еще не достиг этого уровня. навыков игры в настольный теннис, продемонстрированных агентами, работающими в виртуальных средах, таких как AlphaGo или DeepBlue. Однако это значительно продвинет то, что мы сможем сделать с робототехникой в будущем, говорят исследователи.
«Этот прорыв намного больше, чем настольный теннис», — говорит главный научный сотрудник Sony AI Питер Стоун.
«Это знаменательный момент в исследованиях искусственного интеллекта, впервые показывающий, что система искусственного интеллекта может воспринимать, рассуждать и эффективно действовать в сложных, быстро меняющихся условиях реального мира, которые требуют точности и скорости. Как только искусственный интеллект сможет работать на экспертном человеческом уровне в этих условиях, он открывает двери для совершенно новый класс реальных приложений, которые ранее были недоступны».
Теперь поднимите руки, если вы хотите увидеть, как два робота Ace противостоят друг другу.
Работа была опубликована в журнале Nature.
