球桌上见证科技的力量 高通以“5G+AI”赋能智慧体育发展

百家 作者:C114通信网 2021-06-17 19:14:21 阅读:393
2021年是不折不扣的体育“大年”:这一年,欧锦赛、美洲杯、奥运会、全运会接踵而至。在各项体育赛事中,乒乓球在我国有极为广泛的群众基础与社会影响,被称为中国的"国球",国人对此具有浓厚的训练热情与兴趣。在全民健身的大背景下,我国乒乓球这项运动的发展也正在与时俱进。
随着机器人学和人工智能技术的进步,面向体育运动的机器人的研究开始出现在各大高校和企业的实验室。近年来频繁亮相各大科技展会的庞伯特乒乓球机器人可以说是运动和科技完美结合的代表,甚至一度火出了圈,每次亮相都引起众人的围观。


在“2021高通技术与合作峰会”期间举办的“骁龙之夜”上,庞伯特与世界乒乓球冠军丁宁来了一场“友谊赛”,庞伯特精湛的技巧和惊人的反应速度引起了现场观众的惊叹。事实上,这并不是庞伯特的首秀。在“中美乒乓外交50周年纪念活动”上,庞伯特还曾与乒乓球世界冠军、前国手王皓切磋过球技。



 “庞教练”的球技是如何炼成的?



近年来,机器人逐渐从科幻电影走入真实的人类生活。乒乓球机器人作为机器人研究的重要方向已经有多年的发展历程。乒乓球机器人是一个手眼协调系统,它包括机械系统,视觉系统和控制系统,分别相当于人的手臂,眼睛和大脑。
其中,视觉系统在乒乓球机器人的研究中是最为重要的一环,它需要对乒乓球进行快速准确的轨迹预测,这对系统的处理速度、稳定性和精确性等方面都提出了很高要求。
庞伯特乒乓球机器人解决方案,主要包括鹰眼系统和发球机器人。鹰眼是两个摄像头所支持的双目视觉系统,能在一秒之内能够同时拍摄上百张的高清图片,并同时完成对这些图片的计算和处理,定位出球的轨迹,计算出球的速度,对乒乓球落点进行预测,以此为乒乓球机器人提供良好的“视觉保障”。
以上这些能力的实现基于的是高通机器人RB5平台,这款平台采用了高通的QRB5165处理器,集成了八核CPU、强大的GPU,以及多个DSP(包括计算、音频和传感器)和ISP。领先的ISP能够捕捉快速运动、专业级的照片和视频,带来每秒20亿像素的处理速度。
与此同时,人们希望机器人能像一个专业的教练一样理解训练或者比赛发生的过程,这不仅能辅助运动员、教练员赛后分析,还能设计机器人辅助教学训练, 但是普通机器人本身内部知识固化,没有学习能力。如何使机器人具有学习击打乒乓球的能力和技巧,成为乒乓球机器人研究需要重点突破的方向。
在这一点上,高通机器人RB5平台搭载了第五代高通AI引擎,可实现每秒15万亿次运算(15 TOPS)的AI性能,能够运行复杂的人工智能和深度学习任务。此外,Hexagon张量加速器(HTA)在边缘端进行推理运算,也能提供出色的机器学习能力。
另外,针对乒乓球运动的特点,机器人需要解决:快速运动的乒乓球可靠跟踪、轨迹预测、以及控制机器人以合适的时间、位置、姿态和速度进行击球等问题。这需要平台提供稳定高速的连接能力。
凭借高通公司多年来在连接方面得天独厚的优势,高通机器人RB5平台能支持远距离Wi-Fi和Wi-Fi 6、蓝牙5.1以及4G和5G连接,提供行业前端的连接技术,确保机器人能够远程稳定连接与操控。
更为重要的是,有了5G网络,庞伯特乒乓球机器人对数据通信低时延的要求就迎刃而解,通过视觉系统快速计算出击球点的三维坐标和待击球的时间。通过AI引擎准确获取飞行点坐标和提前预测乒乓球未来的飞行轨迹,预留出足够的时间,控制机器手快速完成击球动作。同时,该平台还能及时向后端反馈训练数据,从而实时分析得出运动员接发球的质量。
这款机器人是高通以及合作伙伴上海庞勃特科技有限公司共同研发,目前该产品正在批量投入市场,已有国内乒乓球俱乐部和乒乓球爱好者购买。



创新技术赋能体育 一直在路上



人工智能服务于体育事业和体育文化等领域已有很多尝试,取得了丰富的成果,使体育领域不断走向“更快、更高、更强”,并且还诞生出一些体育新领域。
智能机器人在朝着为人类服务的过程中,需要在各个相关领域取得突破,同样这些突破也反过来促进各相应领域的研究工作,这也正是庞伯特诞生的意义所在。可以看到,庞伯特智能机器人不仅仅是一个简单的智能机器人,它涉及人工智能、运动生理学、机械设计、动力工程设计等多个方面的研究。
智能机器人本身也是人类自身生命和智慧的延伸。举例来说,一直以来,无论是体校还是地方基础乒乓球训练基地俱乐部,教练对学生平时训练和比赛都采用的是经验主义来进行相关技术指导,教学水平参差不齐。同时,专业的教练数量对比庞大的运动员群体也是非常稀缺的。
基于人类经验制造的机器人能够不厌其烦的重复性练习,让运动员或者兵乓球爱好者的身体达到机械化状态。进而可以减少优秀运动员的经验流失和缩短训练周期,并在积累运动体验信息基础上,配合专业教练的指导训练和规划。
对于中国人来说,乒乓球代表着骄傲和自豪。高通和庞勃特共同研发乒乓球机器人的初衷是为了利用科技手段助力运动员训练,同时推动乒乓球运动在全国的普及和发展。

正如高通公司中国区董事长孟樸曾经所言,庞伯特拟人化乒乓球机器人不仅是集5G与AI的技术产品,更是国际合作、跨界协同的结晶。它不仅以技术赋能来满足人们对美好生活的向往,还能够实现人机融合以及远程实时教学场景,推动乒乓球运动的发展。高通公司始终践行以科技促进合作,携手伙伴为科技赋能的人文、体育交流贡献力量。  


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