Odborný asistent na Interactive Computing na Georgia Institute of Technology odhalil robotického tenisového partnera, který se může brzy stát vaším sparingpartnerem a zdatným soupeřem. Dr. Matthew Gombolay si představuje budoucnost, kde roboti v lidském měřítku budou hrát zásadní roli ve sportovním a atletickém tréninku. Jeho nejnovější výtvor, ESTHER (Experimental Sport Tennis Wheelchair Robot), je inspirován omezeními tradičních statických míčových strojů používaných pro tenisový trénink.
Simulace lidských tenistů
Na rozdíl od těchto
konvenčních odpalovačů míčků je ESTHER navržen tak, aby
simuloval lidské protivníky a tedy skutečné podmínky zápasu,
což sportovcům umožňuje efektivněji zlepšovat své dovednosti a
výkon.
Sám tenisový nadšenec Dr. Gombolay chápe
potřebu robota, který by se dokázal přizpůsobit různým herním
stylům a využít slabiny ve hře hráče. Využitím designu
invalidních vozíků používaných v tenise na vozíku Dr. Gombolay
a jeho tým vyřešili otázku přesunu ESTHER po kurtu.
Průlom v robotice v lidském měřítku
Dr. Gombolay věnoval
dva roky budování ESTHER ve spolupráci s více než 20 studenty.
Úsilí týmu vedlo k vzrušujícímu průlomu, jehož výsledkem
bylo úspěšné naprogramování ESTHER, aby lokalizoval přilétající
tenisový míček a důsledně provedl zpětný úder. Robot sice
nedosahuje úrovně dovedností své jmenovkyně, proslulé tenistky
na invalidním vozíku Esther Vergeerové, ale schopnost postavit
robota v lidském měřítku schopného zasáhnout zpětnou ránu je
pozoruhodným úspěchem.
Dva stejnosměrné motory
spárované s převodovkou poskytují ESTHER hbitost a tah pro
pokrytí obou stran tenisového kurtu. Hlavní výzva spočívá v
hledání cesty, protože robot musí předvídat trajektorii míče
a určit optimální dráhu, aby jej mohl zachytit.
K vyřešení
tohoto problému tým využívá síť kamer s vysokým rozlišením
rozmístěných kolem hřiště, které využívají algoritmy
počítačového vidění, které umožňují rozpoznání
přilétajícího míče. Více úhlů kamery umožňuje triangulaci
polohy míče v prostoru, předpovídání jeho trajektorie a určení
vhodné odezvy.
Budoucí aplikace a potenciál pro tréninkovou revoluci
I když jsou současné schopnosti ESTHER omezeny na zásahy tam a zpět, Dr. Gombolay a jeho tým mají ambiciózní plány pro budoucí vývoj robota. Další fáze zahrnuje výuku ESTHER, jak strategicky vybrat střelu, zvýšit její herní schopnosti a zvýšit její hodnotu jako tréninkového nástroje. Začleněním metod učení posilování by robot byl schopen autonomně zlepšovat své rozhodování a provádění střel, čímž by se stal agresivnějším a efektivnějším při vyhrávání her.
Důsledky technologie ESTHER sahají daleko za hranice tenisu, říká Zulfiqar Zaidi, vedoucí student projektu. „Zatímco tenis je skvělým výchozím bodem, systém, který umí hrát tenis dobře, může mít uplatnění v jiných oblastech, které podobně vyžadují rychlé dynamické pohyby, přesné vnímání a schopnost bezpečně se pohybovat kolem lidí.“
„Tato technologie by mohla být užitečná ve výrobě, stavebnictví nebo v jakékoli jiné oblasti, která vyžaduje, aby robot interagoval s lidmi při provádění rychlých a přesných pohybů,“ dodal.
Revoluční aspekt ESTHER spočívá v jeho potenciálu transformovat atletický trénink a přípravu. Sportovci si mohli zdokonalit své dovednosti hraním proti robotovi, který by napodoboval styly a taktiky konkrétních protivníků.
Možná nebude daleko den, kdy se roboti jako ESTHER stanou nedílnými partnery pro sportovce napříč různými sporty, posunou hranice výkonnosti a předefinují způsob, jakým trénujeme.
Obrázek: Georgia Tech College of Computing/ Kevin Beasley