在瑞士苏黎世联邦理工学院的一间测试场地内，一场别开生面的羽毛球对决正在上演。与人类选手对战的，并非另一位人类，而是一个灵活的四足机器人，它挥舞着机械臂，精准地将飞来的羽毛球击打回去。这一幕，是该学院研究团队最新成果的展示，相关研究成果已发表于国际期刊《科学·机器人学》。
这款足式机器人，堪称一位特殊的“运动员”。它凭借机载感知设备，能够预测羽毛球的飞行轨迹，自主调整位置，并准确完成击球动作。据研究的第一作者、苏黎世联邦理工学院机器人系统实验室的马云涛博士介绍，这一成果展示了足式机器人在执行复杂、动态、感知驱动任务方面的潜力，为整合机器人的高速感知和全身协调能力提供了新的思路。
羽毛球，以其极快的球速和复杂的运动轨迹，成为测试机器人动态感知与运动协调能力的理想选择。马云涛博士解释说，研究团队选择羽毛球作为实验对象，通过设定不同难度的击打目标，如固定目标和移动目标，逐步检验并提升机器人的性能。
为了成为合格的“羽毛球选手”，机器人首先需要具备清晰的视觉追踪能力。然而，现有商用机载相机在稳定性、变焦距和信息处理能力等方面，远不及人眼。为此，研究团队开发了感知噪声模型，量化机器人运动状态对目标追踪的影响，使机器人能够适应动态模糊、目标遮挡等干扰。即使目标因高速运动或遮挡短暂消失，机器人也能基于历史轨迹预测其位置，并主动调整身体角度，保持目标在相机视野内。
另一个挑战是让机器人“动得准”。传统运动机器人往往将移动与操作任务分离，导致在复杂动态环境中表现不佳。而苏黎世联邦理工学院的研究团队，通过强化学习统一控制框架，将主动感知、移动和操作功能整合为一体。这项技术能够同步协调机器人周身的18个关节，自主调整步态和击球方式。在测试条件下，机器人已能在单个回合内与人类对手进行多次连续对打，对球场中心区域的球拦截成功率接近100%。
尽管机器人已展现出令人瞩目的表现，但其感知和反应能力仍有提升空间。研究团队计划通过集成更多传感器、融合多种传感模式并优化视觉算法，进一步提升机器人的性能。未来，这一成果有望应用于更多需要快速响应和全身协调的复杂场景，如灾难响应、人机协作等。
中国社会科学院中国式现代化研究院研究员李晓华表示，足式机器人相较于轮式和履带式机器人，具有更强的通用性和适应性。随着人工智能与机器人本体技术的深度融合和突破，功能更强大、价格更低廉的足式机器人将在工业、休闲娱乐、居家生活、养老照护等领域获得广泛应用，成为推动国民经济发展的新兴产业。
