- AthenaZero 能以接近人類的速度投擲、接球及擊球。
- 該機械人設計重視質量與剛性的平衡，提升性能。
- AthenaZero 可進行實際接球遊戲，並實時調整揮桿。
- 研究強調動態操作能力對機械人的重要性。
一種專為模仿運動員動作而非機械動作而設計的機械人，現在能夠以接近人類玩家的速度投擲、接住及擊打棒球。由 Andrew Morgan 主導的新研究為這項能力命名及定義了設計理念。該機械人名為 AthenaZero，旨在最小化質量和剛性，而非最大化機械力量。研究人員指出，雖然機械控制軟件在近年有穩步進展，但硬件設計卻未能跟上。儘管算法變得愈加複雜，大多數機械臂依然是基於數十年來定義工業機器人的重型剛性機械理念而建造。
Morgan 和同事們決定測試一個具體的假設，即以較低的終端效應器質量和相應較低的慣性建造的機械人，應該能比更重、更剛性的競爭對手更快反應，並產生更強大的操作動作。
AthenaZero 的設計理念
為了驗證這一想法，研究團隊設計了 AthenaZero，這是一個擁有兩隻手臂、兩隻手和一個軀幹的機械人。其整體終端質量大致與成人男性相當。與其他現有機械平台的比較顯示，AthenaZero 的手臂在肩部以後的有效質量更接近人類手臂，而非其對手的設計。這一設計選擇直接提升了性能。AthenaZero 能夠投擲、接住及擊打棒球，其最大投擲速度超過每秒 30 米，足以開始接近人類的投擲能力。
除了單獨的演示，研究人員還顯示兩個 AthenaZero 單位可以進行實際的接球遊戲。單個單位與人類玩家配對也能做到相同，或一起進行擊球練習。該機械人並不僅是隨意揮舞，而是根據球的預估軌跡實時調整揮桿，並在投球來臨時如果在好球區外則完全不揮桿。
機械人運動的動態能力
作者將這些棒球特定技能描述為某種利基技能。他們表示，這一底層演示的重要性遠不止於此。他們認為，實現慣性與機械簡單性之間的正確平衡，對於建造真正具備動態操作能力的機械人至關重要，而不僅僅是謹慎、精確的運動。Morgan 和同事們提出，這些能力為機械操作開拓了新的維度，該研究可能幫助機器更有效地適應不可預測的現實場景，超越任何棒球場。正如作者在研究中所言，從以動態為先的角度處理核心操作挑戰，為研究人員提供了正確的工具，幫助他們提出關於機械人運動的正確問題。
新機械人技術對運動模擬的影響
AthenaZero 的設計理念挑戰了傳統機械臂的剛性概念，強調質量和慣性在運動表現中的重要性。這不僅提升了機械人在運動中的靈活性，還為未來的機械人技術開闢了新的可能性。通過模擬人類運動，AthenaZero 展示了機械人如何在動態環境中更有效地適應，這對於各種應用場景，如自動化和人機協作，均有潛在的影響。