Na první pohled vypadá jako rameno ze sci-fi filmu. Ve skutečnosti jde o reálného robota, který drží pingpongovou pálku a stíhá vracet míčky rychlostí až 42 km/h. Inženýři z MIT tímto strojem posunuli hranice robotiky i umělé inteligence – a míří mnohem dál než jen ke sportu.

Jádrem systému je lehké robotické rameno s několika klouby. Je připevněné na jednom konci klasického pingpongového stolu. Před ním míčky létají rychlostí profesionálních hráčů – a robot je vrací s precizní rotací, výběrem úderu a dokonce i přesným zacílením.

Jak robot funguje?

Za vším stojí kombinace:

• vysokorychlostních kamer, které sledují míček ve vzduchu,
• prediktivních algoritmů, které během milisekund vypočítají ideální úhel, sílu a typ úderu,
• chytrého softwaru, který ovládá motory a říká „kam má ruka švihnout“.

Robot umí rozeznat typy úderů jako topspin (oblouček), drive (přímý zásah) nebo chop (podseknutí s rotací) – a umí je i použít podle situace.

Při testech vývojáři odpálili na robota 150 míčků v rychlém sledu. Výsledek? Průměrná úspěšnost návratu byla 88 % napříč všemi styly úderů – a rychlost zásahu dosahovala až 19 m/s.

Nejde jen o hru. Co přinese dál?

Robot není jen hračka pro vědce. Cílem týmu z MIT je využít tyto technologie i v jiných oblastech. Když zvládne robot reagovat v reálném čase na letící míček, mohl by podobně zvládat i:

• vyhýbání se překážkám v terénu,
• záchranné akce v dynamickém prostředí,
• nebo navigaci robotů v neznámém prostředí.

„Řešíme problémy jako rychlé zachycení objektu nebo plánování úderu v reálném čase,“ říká David Nguyen, jeden z hlavních autorů studie. To jsou schopnosti, které se mohou uplatnit u budoucích záchranných, průzkumných i domácích robotů.

Technologie z humanoidního robota

Základem celého systému je robotické rameno, které původně vzniklo v rámci projektu MIT Humanoid – dvounohého robota s velikostí malého dítěte. Vědci rameno upravili pro pingpong, přidali mu větší volnost v zápěstí a naučili ho držet pálku.

Celý systém běží na třech počítačích současně:

• Jeden zpracovává obraz z kamer,
• druhý odhaduje pozici míčku,
• třetí překládá výpočty do konkrétního pohybu motorů.

Vše se děje v řádu milisekund.

Zdroj: Shutterstock

Dnešní limity a další plány

Robot má zatím jedno omezení – je pevně připevněný k jednomu místu na stole. To znamená, že reaguje jen na míčky, které přiletí do „půlměsíce“ v jeho dosahu. Vývojáři ale plánují postavit mobilní verzi, která se bude umět pohybovat po kolejnici nebo pomocí koleček – a tím pokrýt celý stůl.

V budoucnu by takový robot mohl:

• pomáhat trénovat hráče – tím, že napodobí lidského soupeře,
• testovat algoritmy pro jiné roboty – třeba ty, které běží, skáčou nebo navigují.

„Hlavní rozdíl mezi robotem a automatickým vystřelovačem míčků je právě reálná reakce na soupeře – včetně rotace, směru a strategie,“ dodává Kendrick Cancio, spoluautor studie.

Pingpong jako model pro budoucnost robotiky

Pingpong se na první pohled nezdá jako přelomová disciplína. Ale právě v něm se kombinuje extrémní rychlost, preciznost a plánování. Robot musí během 300 milisekund:

• poznat, odkud míček letí,
• rozhodnout, jak ho odehrát,
• a zároveň zasáhnout přesně na milimetr.

Je to dokonalá zkouška rovnováhy mezi manipulací a pohybem – tedy mezi dvěma hlavními pilíři moderní robotiky.

MIT ukazuje, že roboti mohou dosáhnout lidské úrovně i tam, kde se počítá každá tisícina sekundy. Pingpongový robot zatím nehraje turnaje, ale už teď přepisuje pravidla toho, co dokáže kombinace mechaniky, AI a predikce.

Až si příště půjdete pinknout, možná vás bude trénovat robot. A možná se stejný systém bude jednou hodit někomu, kdo zůstane uvězněný pod troskami – a čeká, až se k němu dostane robot s reflexy mistra světa.