冰壺機(jī)器人：運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練的“好幫手”

自動(dòng)夾取、釋放冰壺、準(zhǔn)確擊中目標(biāo)。一記標(biāo)準(zhǔn)的“雙飛”讓冰壺場(chǎng)上的被動(dòng)局面瞬間扭轉(zhuǎn)。但是，這并非出自哪位高水平冰壺運(yùn)動(dòng)員之手，而是由冰壺機(jī)器人將其實(shí)現(xiàn)。

這款能夠利用人工智能、圖像識(shí)別、自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)，輔助運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行冰壺訓(xùn)練的機(jī)器人，是由哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算學(xué)部聯(lián)合哈爾濱體育學(xué)院、黑龍江省體科所等體育和人工智能專業(yè)隊(duì)伍共同研發(fā)完成。它即將在北京冬奧會(huì)上亮相，不僅在冰壺比賽期間進(jìn)行表演，還將在群眾體驗(yàn)場(chǎng)與觀眾進(jìn)行互動(dòng)。

要知道，冰壺運(yùn)動(dòng)對(duì)人體感知有著特別細(xì)膩的要求，從賽道的澆筑開始，制冰師需要精細(xì)修整冰面，然后噴灑溫?zé)岬男∷�滴，凝結(jié)后形成一層具有磨砂感的賽道。不同溫度、不同顆粒、不同的制冰師都會(huì)讓冰壺賽道呈現(xiàn)不同質(zhì)感，并且隨著冰壺和賽道的每一次親密接觸，這種質(zhì)感都在發(fā)生細(xì)微的變化。運(yùn)動(dòng)員需要在有限的投擲回合中感知、體會(huì)和利用這種變化，進(jìn)而完成有針對(duì)性的戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作，這也是冰壺運(yùn)動(dòng)的魅力之一。

怎樣才能讓機(jī)器人也體會(huì)到這種不確定的藝術(shù)魅力？研發(fā)團(tuán)隊(duì)在“博弈策略”和“投擲控制”兩個(gè)層面進(jìn)行了攻關(guān)。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院副院長(zhǎng)劉鵬接受記者采訪時(shí)表示，首先在冰壺機(jī)器人、冰壺場(chǎng)地上架設(shè)相機(jī)，來感知場(chǎng)地的狀態(tài)和整個(gè)比賽態(tài)勢(shì)的信息。之后，研究人員將信息放到一個(gè)仿真系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行推演，通過博弈和決策推導(dǎo)出相應(yīng)的策略，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人去執(zhí)行此動(dòng)作。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算學(xué)部主任劉挺進(jìn)一步補(bǔ)充道，冰壺比賽的不確定性主要分為技戰(zhàn)術(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)時(shí)投擲兩個(gè)方面。“技戰(zhàn)術(shù)設(shè)計(jì)方面我們通過人工智能方法，通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)來模擬決策過程，搜索出最優(yōu)的策略。在投擲過程中為了克服冰壺投擲的不確定性，我們實(shí)時(shí)追蹤冰壺的運(yùn)動(dòng)速度，并且進(jìn)行在線學(xué)習(xí)實(shí)時(shí)調(diào)整我們的模型，來獲得一個(gè)最佳的效果。”劉挺說。

當(dāng)前，研發(fā)團(tuán)隊(duì)的工作人員每天往返于實(shí)驗(yàn)室和冰場(chǎng)之間，為機(jī)器人的最終調(diào)試忙碌著。他們的目標(biāo)是確保冰壺機(jī)器人在冬奧賽場(chǎng)亮相，實(shí)現(xiàn)人工智能賦能冰雪體育。

而且，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還將進(jìn)一步研制面向大眾體育的冰壺機(jī)器人系統(tǒng)，通過遠(yuǎn)程操作完成冰壺游戲，并與其他機(jī)器人協(xié)同競(jìng)技，有效提升冰壺運(yùn)動(dòng)的觀賞性和娛樂性，幫助更多人了解冰壺、喜愛冰壺。