用自主机器人击败顶尖乒乓球高手

本文介绍了名为Ace的自主乒乓球机器人系统，据作者所知，这是首个在真实比赛环境中能与顶尖人类运动员竞争的物理AI系统。乒乓球运动对实时性、精准性和对抗性要求极高：球速可达20米/秒以上，两次击球间隔常不足0.5秒；球的旋转（角速度）最高达1000弧度/秒，极大影响球的飞行轨迹和弹跳特性。过去数十年间，虽有多种乒乓球机器人问世，但大多依赖简化条件——如使用发球机、缩小场地、省略发球或接发球环节，且普遍忽视旋转这一关键竞技要素。Ace则突破性地实现了全场景真实对抗：它采用基于事件的视觉传感器（EVS）实现毫秒级高精度球体三维定位与旋转测量；控制端采用新型无模型深度强化学习算法，结合非对称演员-评论家架构，在仿真中训练出多种技能策略（如强上旋、强下旋），再通过策略采样器动态选择最优动作；硬件平台为八自由度定制机器人，兼顾大工作空间与高敏捷性，并通过拓扑优化与先进材料制造提升性能。在2025年4月举行的正式比赛中，Ace严格遵循国际乒联（ITTF）规则，在标准奥运规格场地（7×7×5米）、使用合规球拍与Nittaku官方比赛球的条件下，先后对阵5名拥有10年以上高强度训练经历的精英选手（三女两男）和2名日本职业联赛（T联赛）现役职业球员。结果：Ace赢得5场精英赛中的3场（共13局赢7局），虽未战胜职业选手（两场全负，7局赢1局），但展现出极强的稳定性——对时速14米以内的来球，回球成功率与人类相当甚至更高；对高达450弧度/秒的旋转球，回球率仍稳定在75%以上，远超以往所有机器人系统。此外，Ace还具备快速适应突发状况的能力，例如成功应对球擦网等罕见复杂情形。研究证明，物理AI不仅能完成高度动态、实时交互的复杂任务，其技术路径（高速感知+数据驱动控制）还可拓展至智能制造、服务机器人等需人机紧密协作的领域。