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2022.04.08

AI籃球機器人CUE的研發(fā)奮斗記【第4期】
-因為想要報恩而堅持挑戰(zhàn)-

目錄

? 原型是一位漫畫界的超級巨星
? CUE不僅掌握了精準(zhǔn)投籃,還掌握了運球,研發(fā)邁向了全新舞臺
? 站上擊球區(qū)不斷摸索的外行們
? 希望能夠向籃球界報恩
? 下個挑戰(zhàn)目標(biāo),過障礙運球

豐田制造的AI籃球機器人CUE作為B聯(lián)賽的選手,隸屬東京Alvark。2019年,它創(chuàng)下了“人型機器人籃球罰球連續(xù)進球數(shù)最多”的吉尼斯世界紀(jì)錄。

本文將帶您簡單回顧一下,迄今為止刊登在豐田汽車官網(wǎng)上的三期研發(fā)道路的介紹內(nèi)容。

原型是一位漫畫界的超級巨星

首先,CUE從何而來?2017年,在“從零開始挑戰(zhàn)人工智能的研發(fā)”這一主題下,豐田技術(shù)會(以下簡稱“豐技會”)※開始了相關(guān)項目的研究工作,CUE便誕生于其中。之所以取名為“CUE”,是因為這個單詞中蘊含著“契機”的意思,大家希望它能成為讓人們開始挑戰(zhàn)新事物的一個契機。

其中一名項目成員曾說出了著名籃球漫畫《灌籃高手》中主人公櫻木花道的臺詞:“(練習(xí)投籃)2萬次,夠嗎”。聽了他的話,成員們想到了一個主意:“如果能用人工智能計算出離球框的距離,研發(fā)出百發(fā)百中的投籃機器人,豈不是很厲害”。于是,夢幻AI籃球機器人“CUE”的研發(fā)工作就此開始。

※豐田技術(shù)會:成立于1947年。是豐田汽車公司員工們自愿加入的團體,其宗旨是提高會員們的技術(shù)和技能,增進會員之間的友誼,為各事業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展做出貢獻。會員數(shù)大約有30000人。作為工作時間外的活動,這里成為了大家學(xué)習(xí)編程、圖像識別、AI、車身制造等技術(shù)的場所。

一個接一個,CUE進行了精準(zhǔn)無比的投籃,且毫無失誤。CUE3在比賽中,還創(chuàng)下了“人型機器人籃球罰球連續(xù)進球數(shù)最多(包含助攻),即2020次”的吉尼斯世界紀(jì)錄。雖然他們故意讓數(shù)字停在了2020次,沒有超過人類罰球連續(xù)進球數(shù)最多的5221次這一記錄(1996年),但要知道,NBA史上以最強得分手出名的Stephen Curry,他的罰球連續(xù)進球數(shù)量為80個(2020賽季),和他比較后便不難看出CUE創(chuàng)下的紀(jì)錄非常厲害。

然后這次,進一步提升后的CUE5誕生了。

聽說在2020年東京奧運會上首次亮相的CUE5,在茨城機器人大賽(2021年12月18日)上進行了表演,我們便進行了相關(guān)采訪。

CUE不僅掌握了精準(zhǔn)投籃,還掌握了運球,研發(fā)邁向了全新舞臺。

這是CUE5在對茨城機器人大賽表演進行彩排時的樣子。罰球、三分球、中線投籃、運球,它的動作非常連貫流暢。

這便是從CUE4改款后的新款——CUE5。在以往投籃技術(shù)的基礎(chǔ)上,它還向大家展示了全新的運球技術(shù)(時速為7km)。

由于增加了CUE4之前都沒有的左手運轉(zhuǎn)軸,所以CUE5的動作更加像真人一樣流暢。對此,R-開拓部的辻本崇好主管說:“我們甚至做到了迄今為止都沒有成功實現(xiàn)過的運球動作?!?/p>

辻本主管/研發(fā)經(jīng)理、控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)人

由于動作干凈利落,機器人在運動時所需的功率減少了,這么一來就能夠減輕劇烈運動時產(chǎn)生的搖晃。

另外,由于在腳上安裝了攝像機,所以傳感功能也有了很大進步??梢钥吹剑诓僮鳟嬅嫔舷駸岢上褚粯佑蓄伾牟糠?,是為了識別手掌到球的距離以及認(rèn)定正確位置的新系統(tǒng)。

大家看籃球比賽的時候很難注意到,其實受球的氣壓和球場等條件的影響,每次球彈起來的方式都會有微妙的變化。面對這種情況,人會無意識地做出應(yīng)對,但機器人缺乏在這方面的精度。

CUE的程序會正確讀取每次球彈回來的位置,然后根據(jù)自己的判斷動手學(xué)習(xí),通過這些操作最后達到在任何場地都能靈活應(yīng)對的目標(biāo)?,F(xiàn)在CUE是用左手進行運球的,不過理論上來說它的左右手都可以進行運球。

上圖為脫下外面那層黑色外套的CUE5??梢钥吹剿碾姵卦O(shè)置在胸前。它擁有像人一樣的關(guān)節(jié)部位,因此可活動范圍很大,同時可以依靠轉(zhuǎn)動小型輪胎來進行移動

雖然受到新冠疫情等因素的影響,CUE暫時遠離了舞臺,但在背后,經(jīng)過研發(fā)人員們的不斷努力,CUE完成了很大的版本升級。

CUE5在迄今為止的B聯(lián)賽上表現(xiàn)出色,因而獲得了國際奧林匹克委員會(以下簡稱IOC)的邀請,參加了2020年東京奧運會。雖然沒有在電視上播出,但是CUE5在比賽前和中場休息時的展覽中進行了表演。

當(dāng)時持續(xù)約2周的表演在社交網(wǎng)絡(luò)上流傳開來,海外媒體在報道它半場投籃(距離籃筐14m)失誤時表示“沒想到CUE會投籃失誤”,足以見得它那精準(zhǔn)無比的投籃技術(shù)已經(jīng)獲得了世界各地人們的認(rèn)可。

站上擊球區(qū)不斷摸索的外行們

項目負(fù)責(zé)人R-開拓部的野見知弘表示“現(xiàn)在備受世界矚目的CUE,其實最初時并非一帆風(fēng)順,我們也經(jīng)歷了無數(shù)辛苦與失敗?!?/p>

豐技會成員最初開始這個項目時,更多的是出于項目成員的興趣,制定目標(biāo)時也沒有過多考慮能否達成,主要目的是想通過項目改變工作方式、從挑戰(zhàn)中得到成長,希望對實際工作起到良好的影響效果。

彼時制定的項目研發(fā)最終目標(biāo),是參加自己主辦的志愿者活動,因此即便失敗了,也可以用“我們只是外行”為借口收場。

但是,當(dāng)CUE加入東京Alvark隊成為正式球員后,這一項目就再也不是“興趣”而是“工作”了。我們必須對花錢來賽場觀看東京Alvark球隊比賽的觀眾們負(fù)責(zé)。并且,在項目成為正式工作后,自然而然也背負(fù)起了豐田和東京Alvark隊的招牌。再也不能輕描淡寫以一句“我們只是外行”來搪塞了。

當(dāng)自愿發(fā)起的項目成為了一項肩負(fù)重任的工作,成員們也隨之萌生出了專業(yè)意識。

野見主管/項目負(fù)責(zé)人

在開展研發(fā)工作的這4年之間,我們有幸經(jīng)歷了吉尼斯世界紀(jì)錄認(rèn)證、參加日本B聯(lián)賽全明星賽等重大挑戰(zhàn)。如果當(dāng)初沒有站上擊球區(qū),這一切都不會發(fā)生。一路走來,我們一直在向更高的目標(biāo)進發(fā)。

持續(xù)挑戰(zhàn)高墻,當(dāng)然也會受挫。但如果能夠從失敗中總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn),不再重蹈覆轍,那便是有意義的。在多次參與大型賽事后、在肩負(fù)起了重任后,研發(fā)人員們依然能夠勇敢地去面對下一個挑戰(zhàn),因此才有了今天的CUE5。

希望能夠向籃球界報恩

如今,CUE已經(jīng)進化到第五代,主要活躍在B聯(lián)賽的賽場上,但這種做法的目的絕不是為展示豐田技術(shù)。野見主管邊回顧研發(fā)當(dāng)初,邊談了對現(xiàn)在開展活動的一些想法。

野見主管/項目負(fù)責(zé)人

在CUE初登東京Alvark隊籃球賽場時,我們十分擔(dān)心。不知道機器人出現(xiàn)在神圣的籃球場上是否妥當(dāng),技術(shù)人員的一廂情愿,會不會給球員及工作人員們帶來困擾。

但是,后來CUE不但成為了海外熱門話題,東京Alvark的球員還主動在SNS上介紹了CUE,稱它為“隊友”。這使我們之前的擔(dān)憂一掃無遺,特別開心。

東京Alvark球隊方面也曾對我說過:“以前,企業(yè)與球隊之間只是提供資助的關(guān)系,但由于CUE的存在,球隊與豐田之間共同創(chuàng)造了一種前所未有的全新關(guān)系。在這種關(guān)系下,我們可以創(chuàng)造出獨一無二的新價值。這全要歸功于豐田強大的技術(shù)力?!碑?dāng)聽到他們的評價后,才實感到我們的努力得到了認(rèn)可,切實為他人提供了幫助。

之后,CUE在參加日本B聯(lián)賽時,聯(lián)賽全體成員都對其活動提供了幫助與支持。

并且在日本籃球協(xié)會、國際籃聯(lián)(簡稱FIBA)以及IOC等相關(guān)機構(gòu)工作人員的協(xié)助下,順利參加了2020年東京奧運會。

上圖為CUE5在2020年東京奧運會上表演時,F(xiàn)IBA秘書長安德里亞·扎格里斯(Andreas Zagklis)趕到賽場為其加油的景象。

CUE在2020年東京奧運會的表現(xiàn)驚艷全球,SNS上的海外網(wǎng)友評論道“這是只有在日本才能看到的精彩籃球比賽”。CUE能為日本主辦的奧運會增光添彩,令人十分欣慰。同時也希望能以這種方式回饋一直包容照顧我們的各位。

為了報答一直支持CUE活動的籃球界,今后我們會繼續(xù)挑戰(zhàn)下去。

下個挑戰(zhàn)目標(biāo),過障礙運球

不斷磨煉新技能的CUE,下個挑戰(zhàn)目標(biāo)是參加2023年日本B聯(lián)賽全明星賽的技巧挑戰(zhàn)賽※。

※所謂技巧挑戰(zhàn)賽是與三分大賽、扣籃大賽齊名,類似于職業(yè)籃球聯(lián)賽表演賽的比賽。比賽中要在躲避障礙物的同時,展示運球、投籃、傳球技巧與速度。

辻本主管/研發(fā)經(jīng)理兼控制系統(tǒng)擔(dān)當(dāng)

對于技術(shù)人員來說,一年時間轉(zhuǎn)瞬即逝。這次我們備賽的技巧挑戰(zhàn)賽,其難度遠遠超過之前參加過的B聯(lián)賽全明星三分大賽,是一個巨大的挑戰(zhàn)。

這項比賽將對籃球運動員的運球、投籃、傳球等綜合能力進行評判。

投籃時球經(jīng)過的軌跡呈拋物線,而傳球的軌跡則呈直線。只是單一動作的話,現(xiàn)在CUE就能完成,但如果想要讓它從運球開始,流暢完成一系列動作,目前待解決的問題還堆積如山?,F(xiàn)在我們正在進行實證試驗,判斷雙手投球與單手投球兩種方式哪種更好。當(dāng)然,既然決定了參加挑戰(zhàn)賽,目標(biāo)肯定是將性能提高至職業(yè)運動員水平。

我們將目標(biāo)設(shè)定為1分鐘。這也是參加B聯(lián)賽全明星技巧挑戰(zhàn)賽的球員平均完成動作時間。

如果,不能將CUE的移動動作速度提高一倍,解決過障礙運球時身體左右搖擺的高難動作設(shè)計,縮短投籃時間等這一系列問題的話,很難達到1分鐘的目標(biāo)。

野見主管斗志昂揚地說道:“挑戰(zhàn)不可能完成的目標(biāo)才更有價值。在我們真正投入研發(fā)之前,誰都沒想過CUE能夠完美投出三分球。這也足以證明,世上沒有不可能的事情?!?/p>

項目成員們致力于將一個個不可能變?yōu)榭赡?,因此,CUE的下一個挑戰(zhàn)之路也拉開了序幕。

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