Widowiskowy pojedynek tenisa stołowego. Czy robot może wygrać z człowiekiem?

Kiedy zobaczyłem zwiastun zapowiadający mecz tenisa stołowego pomiędzy robotem KUKA a Timo Bollem - tenisistą stołowym, który plasuje się w ścisłej światowej czołówce, od razu zainteresowałem się wynikiem takiej rywalizacji. Jest coś wyjątkowego w robotach próbujących wykonywać czysto ludzkie czynności. Z jednej strony zaskakujące jest jak skomplikowane są dla robota stosunkowo proste czynności, jak chodzenie na dwóch nogach, z drugiej strony wiadomo, że roboty kiedyś mogą nas pokonać na wielu płaszczyznach. Jak tylko zobaczyłem, że firma KUKA umieściła film z tego meczu na swoim kanale na YouTube, odłożyłem na chwilę inne sprawy i zacząłem oglądać.

Po pierwszym obejrzeniu byłem trochę rozczarowany. Sam film prezentuje się atrakcyjnie - jest widowiskowy, można powiedzieć, że został nagrany jak film akcji. I w tym właśnie problem. Filmem zainteresowałem się, bo chciałem zobaczyć na co stać współczesną robotykę, a duża ilość cięć i zbliżeń kamery uniemożliwiają mi wyciągniecie wniosków. Po obejrzeniu nie wiadomo ile piłek robot faktycznie odbił, bo mogli pokazać tylko te udane zagrania. Dodatkowo reklama ma charakterystyczny scenariusz - człowiek przegrywa, aż uczy się wykorzystać słabości przeciwnika i w ostatniej chwili pokonuje rywala, czyli robota.

Chcąc zorientować się ile zagrań z tej reklamy jest możliwe podczas nieustawionej gry, a ile to efekt montażu, zwróciłem się z prośbą o komentarz do swojego kolegi, Macieja Stefańczyka, który jest konstruktorem i programistą robotów w Instytucie Automatyki i Informatyki Stosowanej na Politechnice Warszawskiej i często osobiście ma do czynienia z robotami KUKA. Wnioski tej konsultacji można przedstawić następująco.

Czytaj dalej poniżej

Mozilla zamiast wprowadzać nowy, lepszy format dla obrazów, poprawiła kompresję plików JPEG Jan Rybczyński

Asus Fonepad Note 6 czeka na autora najciekawszego komentarza o cyfrowej rozrywce! Grzegorz Marczak

Widoczny na filmie robot to jedynie (czy może aż, ale o tym za chwilę) mechaniczne ramię, które odpowiada jedynie za odbijanie piłeczki, odpowiednik ludzkiej ręki, ale bez oczu czy mózgu. Za wzrok odpowiadają najprawdopodobniej kamery umieszczone ponad stołem do gry, a obliczenia wykonywane są przez jednostkę centralną gdzieś na zapleczu. Sama piłka do tenisa stołowego świetnie się do śledzenia kamerami nadaje, bo ma jaskrawy kolor. Trajektoria piłeczki jest w pierwszej fazie obliczana w przybliżeniu, wstępnie przygotowując położenie robota, przy czym dokładność przybliżenia jest coraz większa w miarę upływu czasu. Po odbiciu od stołu obliczane jest już dokładne położenie. Poniższy filmik pokazuje liczenie takiej trajektorii na prostym przykładzie.

Gdy trajektoria jest już znana dochodzi kwestia sterowania robotem. KUKA faktycznie produkuje bardzo szybkie roboty, które na swoich stawach potrafią poruszać się szybciej niż 360 stopniowy obrót w niecałą sekundę. Biorąc pod uwagę masę ramienia ok. 50 kg i uzyskiwaną dokładność, to świetny wynik. Dlatego podążanie za piłeczką nie jest dla robota dużym wyzwaniem. Obrazuje to drugi przykład znacznie prostszego robota, który gra w tenisa stołowego w garażu i gra jest pokazana bez cięć i montażu. Co prawda człowiek, który z nim gra nie jest mistrzem, ani nawet chyba specjalnie się nie stara, ale sama konstrukcja robota jest znacznie, znacznie prostsza. Do tego dochodzi jeszcze serwowanie piłeczką, które może być obliczane na żywo, ale równie dobrze może być zaprogramowana stałą sekwencją ruchów, wykonywanym za każdym razem identycznie.

Odbijanie piłeczki to po prostu kąt padania i kąt odbicia, czyli nachylenie paletki pod odpowiednim kątem. Sprawę może komplikować podkręcona piłka. Maciej twierdzi, że do pewnego stopnia podkręcenie też można próbować policzyć, nie wiadomo jednak jak przebiegała realizacja reklamy KUKA - Timo Boll prawdopodobnie nie grał tak aby wygrać, tylko tak, żeby zrealizować scenariusz, co mogło oznaczać unikanie niektórych rodzajów zagrań. Co z resztą w scenariuszu jest uwzględnione. Pod koniec Timo wykorzystuje ograniczenia robota: fakt, że stoi w miejscu i nie może się cofnąć, że ma ograniczony zasięg ramienia. Uderzenie piłeczki w sam kant stołu praktycznie wyklucza odbicie. Nie zmienia to jednak faktu, że amatora takiego jak ja robot KUKA ograłby bez większego problemu. Przy grze z mistrzem sprawa jest znacznie bardziej śliska, co z resztą przyznają na końcu reklamy mówiąc, że być może nie są najlepsi w tenisie stołowym ale prawdopodobnie najlepsi w robotyce.

Czy to zatem dobra reklama firmy KUKA i jej robotów? Bez wątpienia. Trzeba pamiętać, że reklama rządzi się swoimi prawami. Pokazanie możliwie obiektywnej rzeczywistości to nie jest jej główne zadanie. Miała być widowiskowa i wzbudzić zainteresowanie, a to zrobiła bezbłędnie. Nie dość, że skłoniła mnie do napisania tego tekstu, to mam jeszcze w planach odwiedzić Macieja na Politechnice i na żywo obejrzeć roboty KUKA. Aż jestem zaskoczony, że firma produkująca roboty zdecydowała się na taką kampanie wizerunkową, ale wiele wskazuje na to, że to mógł być bardzo dobry ruch z ich strony. Moje początkowe rozczarowanie było powiązane z moimi oczekiwaniami - z początku nie zdawałem sobie do końca sprawy, że to jest po prostu reklama, a nie pojedynek typu Garri Kasparow kontra Deep Blue.