进博会上，和人对打乒乓球的“机械手臂”，想必大家都很熟悉了。而最近，上海理工大学机器智能研究院一举登上了央视“新闻联播”，其研发的智能乒乓球机器人项目也一下“火”了起来！

正在不断完善研发中的智能乒乓球机器人——“小丘”，令人充满期待。这一项目是在德国汉堡科学院张建伟院士的指导下，由机器智能研究院小丘项目负责人季云峰老师在研究院师生的帮助支持下，带领4名本科生团队用了不到一年时间研制出来。

“小丘”是一款以辅助康疗为主、娱乐训练为辅的机器人。别看它只是一个机械手臂，它可是“眼观六路”“耳听八方”，能判别对手的乒乓球落点、球速等，然后精准“还击”。同时，还能结合姿态识别技术，更好地判断人体打球的姿态及动作，从而更好的实现对乒乓球运动轨迹的预测。另一方面，通过手环等穿戴式设备实时监测身体各项技能，结合对康复患者私人制定的“运动处方”。

乒乓球机器人实现人机对打看似简单，但实际设计时需要突破重重关卡。众所周知，乒乓球的球速很快，一个回合只有0.5秒的时间，而智能乒乓球机器人“小丘”需要在这短暂的0.5秒之内进行识别，还要对球的速度、高度和落点进行预测。怎么识别？记者在上海理工大学机器智能研究院的实验室里看到，在乒乓球桌的上方，有两台高速摄像机，这主要是为了识别球速、球的运动轨迹等等；而另外两台高速摄像机，则设置在机器人“小丘”的上方，这主要是录取对手的动作，使“小丘”的大脑根据动作的识别判断出是下旋球、上旋球、超高球，还是削球等等。一般来说，传统的图像处理方式，对每帧图片的识别耗时高达12毫秒；而这一创新高速双目识别系统，依靠更快速的视觉系统高速检测，耗时降低到不足1毫秒。借助快速的视觉系统高速检测，跟踪乒乓球的球速，基于物理模型对落点、高度、角度的精准预测，从而使“小丘”计算出最优的回球路径和动作。

更令人感到惊喜的是，“小丘”的活动范围十分广。通过二维滑轨，使用轻量化高度拟人机械臂，“小丘”的活动范围不再仅仅局限于乒乓球台面的某一块核心区域，而是可以在整个乒乓球台面上自由移动，灵活击球。预测出乒乓球的球速、角度后，“小丘”还要计算出机械手臂每个关节的旋转角度，用最短时间、最短路径把球打回去。季云峰老师告诉记者，“小丘”采用轨迹规划算法和快速扩展随机树算法等，使得机械臂能够柔顺动作的同时，还可以进行最优路径规划，自动避障、拟人化等更为复杂的智能动作。记者现场体验了一下，时而刻意把球打到乒乓球桌的角落，或是吊球至近网处，但是“小丘”都不慌不忙地精准接球，时而跑到近网处用正手击球，时而又迅速退回后台用反手挡球。

而这并不是终极梦想，结合双足机器人“小贝”，设计出世界上第一台能双足行走、陪练打乒乓的机器人，是这一研发团队一直努力的方向。上海理工大学机器智能研究院自主研发双足机器人“小贝”，是当今唯一能同时满足平衡、高效、智能、安全、经济等产业化条件的全尺寸双足人形机器人。2015年，研发团队研制的“行者一号”机器人以0.8度电，连续行走134千米、54小时的成绩打破了吉尼斯世界纪录，至今无人超越。“行者一号”曾被美国Discovery评为“十大科技纪录突破”之首，被CCTV评为“人类历史上首个续航能力突破百公里的足式机器人”。眼下的关键，是如何将人形机器人“小贝”既能平稳地双足行走，又能灵活地在乒乓球台前打球、陪练。

季云峰老师表示，未来还将加入声音定位与分辨，搜集击球声音信息、乒乓球位置信息、乒乓球旋转速度等信息，通过深度学习算法，判断不同击球情况下的球速和位置，让“小丘”更加“耳聪目明”，让人形双足乒乓球机器人实现对运动员的超越不再成为梦想。