乒乓球队里来了个“庞教练”,高通5G推动机器人产业进入智慧革命

林志佳

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· 7月30日

小小的乒乓球正推动人工智能技术走向“机械与人类的共同成长”

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乒乓球队里来了个“庞教练”,高通5G推动机器人产业进入智慧革命

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北京时间7月29日晚结束的乒乓球女单决赛中,陈梦以4-2击败孙颖莎,夺得东京奥运会乒乓球女子单打金牌,成为中国在本届奥运会上的第15金,而“00后”小将孙颖莎则夺得银牌。

当五星红旗在东京奥运会现场升起的那一刻,中国人再次为这一刻感到骄傲。本届奥运会,仅乒乓球赛事一项,国家队就已经斩获了一金一银两枚奖牌。

看得见的是奖牌,看不见的却是运动员为了比赛背后所做的准备。出征前,国家乒乓球队每天都在进行高强度的日常训练。有媒体曾指出,每位球员光“挥拍训练”就达上千次,他们至少花三分之一的时间在乒乓球的“多球训练”上。

尽管乒乓球的日常训练被证明是十分有效的辅助学习手段,但传统的专业训练方式中,往往会依靠教练本身来对运动员进行喂球,这种“多球训练”对教练来说是痛苦的,一名教练只能同时给两名运动员发球,另外,教练发球的过程比较枯燥,一旦疲惫和倦怠,训练效果的稳定性很难保证。

前中国乒乓球世界冠军,现任国际乒联副主席,中国乒乒球学院院长的施之皓曾呼吁,能否用人工智能(AI)的机器臂,来替代这份工作。他强调,希望能借此引领世界乒乓球运动的发展潮流。

如今,随着时代的发展,技术的不断革新,幸运的是,现在国家乒乓球队真的出现了“陪练机器人”——庞伯特发球机器人(Pongbot,以下简称“庞伯特”),又被人亲切地称为“庞教练”。

“庞教练”身高约1米,体重约70公斤,拥有机器人与乒乓两大领域巨头——新松机器人与中国乒乓球学院的纯正血统,具备得天独厚的技术优势,在此基础上,庞伯特不断探索新技术,利用高通5G RB5机器人平台的强大AI算力,以及5G带来超大带宽、超低时延,让机器人经过多层的人工神经网络的训练,进行颠覆性创新,从而在速度、力度、准确度上都更接近于赛场上的对手。

据《新民晚报》报道,2020年7月,“庞教练”已经来到中国乒乓球学院和湖北黄石国家队训练基地。在现场,庞伯特一只手握着乒乓球拍,另一只手抛出乒乓球,还原了真人的发球动作,完成了一次接近赛场上的发球互动表现。

“一套训练下来,感觉仿佛在和一个真人交手,而且还是一个高手。”一位与庞伯特打球的体验者曾对钛媒体App这样表示。

庞伯特乒乓球机器人的出现,诠释了当机器人来到我们身边时,人机共生的无限可能性。而背后所使用高通5G RB5机器人平台,利用智能技术让机器能够赋能于人,这或许就是人们所期望“人机共生”的起点。

庞教练的真面目

实际上,乒乓球陪练的枯燥性一直是业界“顽疾”。上世纪90年代,出现过一个叫“发球器”的物理设备,球一个个地从口子里机械地弹出。然而,在打乒乓球过程中,要求五要素:速度、力量、旋转、弧线和落点,这任何一点,都让发球器无法与人力媲美。

当前乒乓球运动存在以下几个亟待解决的问题:

一是效率。助教为专业运动员喂球时,往往在速度、旋转、落点控制、频率等方面,难以达到高水平选手的训练需求;

二是统一。助教容易出现疲惫、状态不佳等情况,就会直接影响速度、旋转等参数,影响训练特定技战术动作的一致性,同时,运动员也很难形成最佳的肌肉记忆;

三是反馈。乒乓球是一项实时性非常高的运动,往往一秒之间几个来回,过快的球速与落点的不确定性,也导致教练往往只能凭借经验来反馈,很难通过量化来优化教学,一些特定动作也就无法有效分析和复现。

那么,庞伯特发球机器人是如何被训练成“教练”,从而顺利解决上述问题呢?

庞伯特背后的制造者是上海庞勃特科技有限公司,成立于2019年底。早期的庞伯特曾被装上了一款超大的高速相机,最大的图像分辨率在720P,这已经是当时业界最好的水平。但其对象是一枚枚小小的乒乓球,它在被摄入画面后,由于体积过小,辨识度差,造成处理上的困难。

要让庞教练的体态变得轻盈、灵活、算力和网络信号传输都完美结合,经过对比,庞教练最终选择了高通的最新RB5机器人技术方案。

2020年6月,高通发布了一个支持5G+AI的RB5机器人平台解决方案:利用高通强大的QRB5165机器人处理器,集成高通第五代Qualcomm人工智能引擎,可提供每秒15万次AI运算;通信方面,RB5集成了5G、Wi-Fi、蓝牙等通信模式,并且在其他方面RB5还具有相对体积更小、功耗更低的特性。
(图片来源:高通官网)

(图片来源:高通官网)

搭载RB5的庞伯特发球机器人,拥有“双目视觉”鹰眼系统,利用超低延时的实时数据采集,图像分析处理速度是传统人工智能算法的3-5倍以上。高通RB5机器人平台为乒乓球机器人所需的AI和机器学习功能提供快速连接和高能效推理,机器人通过双目摄像头进行实时动态捕捉,具备200Hz帧率高速捕捉图像,并支持基于轨迹的球轨分析、预测系统以及人体运动捕捉与分析系统。

AI技术在各类运动中的应用越来越广泛,例如用图像分析技术来分析运动员错误的技术动作,提高运动员动作的规范性和准确性等。在乒乓球项目上,则利用先进的计算机分析系统,对比赛中双方运动员的数据进行准确分析,了解运动员的技术、战术在比赛中的运用情况。

随着中国越来越注重科学技术在竞技体育中的运用,我们的优势项目会运用人工智能技术和先进的设施设备,来提升运动员的训练水平和比赛能力。

在2021高通技术与合作峰会上,世界乒乓球冠军丁宁也来到了现场,并且和庞伯特乒乓球机器人进行了一番对决,引起行业内的广泛关注。利用5G+AIoT技术,人们将在科技帮助下,可以更好地解决场景中的实际问题,从而拥抱智能。

从消费级机器人起步,高通深耕工业赛道

庞教练在无限接近“人机共生”的道路上迈出的重要一步,同样也只是高通在机器人领域深耕案例的冰山一角。

也许你可能非常了解,全球40%的手机芯片来自于高通骁龙系列。通过骁龙移动平台,高通的AI技术已经支持超过15亿部终端。然而,这家高科技公司不止布局手机芯片领域,通过高通“5G+AI”这一前瞻性战略,自2014年开始就在机器人领域进行技术积累和产业深耕。

七年后的今天,高通在to C端的服务机器人领域和to B端的工业机器人赛道中实现了全面开花。

在消费服务机器人领域,目前整个市场整体规模正以突飞猛进的姿态前进,尤其是在国内。根据中国电子学会报告,2013年到2021年间,全球服务机器人销售额年均复合增长率达到19.2%,增长速度超过机器人整体市场增速。聚焦到国内,预计2021年,中国服务机器人市场规模将达到38.6亿美元,在全球市场比重中接近30%。

早在2017年,高通发现机器人领域商业化的无限可能,专门成立了一个部门来做这个事情,并于当年发布了三款芯片组产品——APQ8009、APQ8053和APQ8096SG为标志,正式进军服务机器人的商业领域。

随后几年里,凭借基于芯片组的解决方案,高通开始在蒸蒸日上的消费机器人市场打开局面。

以猎豹星空的产品为例。通过高通的芯片组以及机器人技术平台的解决方案,猎豹星空研制的各类型服务机器人产品,实现了酒店递送、KTV服务、手动做咖啡等,大大降低服务员的重复性工作几率,提高生产效率。去年疫情期间,其智能服务机器人还被送至武汉、北京等医院“上班”,助力医生远程问诊、查房、红外测温,药品化验单递送等,极大提高了疫情防控效率。

此外,包括科沃斯、石头科技的扫地机器人,零零无限的无人机,甚至是大疆无人机的Wi-Fi解决方案,都采用了高通一系列“智能机器人技术”解决方案,为消费者实现了降本增效的目的。

到了2019年,对于高通来说是一个重要转折点,因为其开始拓展工业级的机器人市场。

实际上,工业机器人在工厂环境中可以解决很多问题,例如机械臂、协作型机器人、AGV机器人,这些机器人在工厂中能够解决实实在在的问题,满足很多功能性需求,切实有效提高了劳动生产力和效率。

2019年2月26日,高通在MWC 2019期间,正式对外发布了首款专为机器人打造的RB3开发平台。在这一平台中,高通还特别集成了自家的人工智能引擎AI Engine和机器视觉能力,也基于骁龙845做了全新的定制设计,包括对Linux、ROS机器人操作系统的适配,对机器视觉、地图构建和定位、VSLAM功能的支持、优化等。一切都在向工业机器人方向布局。

“我们在机器人领域耕耘已有7-8年的历史,前几年主要专注于技术研发和技术积累。大概在4年前,我们看到了机器人有进一步商业化的可能性,所以我们成立了专门的部门来做这项工作。”高通业务拓展高级总监兼自动机器人、无人机和智能电器负责人Dev Singh在接受媒体采访时表示,在2019年之前,高通主要专注于消费级机器人,2019年,其决定进入工业级机器人市场。

一年后的6月17日,高通正式对外发布了RB5机器人平台。相较于RB3平台,除了对5G通信的支持外,还将骁龙845处理器替换成定制了一颗处理器——QRB5165。

相对于消费级机器人产品,工业机器人在温度、可靠性、安全性方面有更高的要求。因此,高通在RB5机器人平台中应用的QRB5165,也正是参考了高通旗舰级移动处理器——骁龙865的芯片架构,并针对工业机器人应用做了定制化。

在QRB5165的芯片当中,除了CPU+GPU+DSP组合之外,高通还加入了两个针对机器人应用的专用硬件模组——人工智能引擎AI Engine和计算机视觉引擎。这使得QRB5165算力达到了每秒15万亿次运算(15TOPS)的性能。

除了硬件,在软件层面,RB5同时支持Ubuntu和Linux两个软件底层系统,并针对每个版本进行相应的ROS操作系统、VSLAM等功能配置。同时配有机器学习、计算机视觉、用于定位的视觉算法等多个SDK。实现高通旗下一款专注于机器人赛道的平台级产品,能够应用于更复杂的场景当中。

以中科创达子公司创通联达的产品为例。基于高通RB5机器人平台,重庆的创通联达研发出一款5G工业搬运机器人,其搭载了创通联达T55M-EA5G模组,集成高通骁龙X555G调制解调器-射频系统,支持5GSub-6GHz和毫米波频段,以及独立及非独立组网模式,并兼容4G/3G网络,支持GPS、北斗等定位技术,在简化产品设计的同时提供了更快、更准确和更可靠的定位能力,达到降本增效目的。

此外,得益于此项合作,创通联达将推出一款AI开发套件——TurboX AI Developer Kit。TurboX将由高通的多款平台支持,融合硬件与软件功能,旨在帮助开发者和制造商打造突破性的AI终端。该开发套件计划包含支持诸多用例的参考AI应用和模型,如物体识别、缺陷检测、场景检测及宠物识别。它还将采用模组化设计,支持扩展AI和拍摄功能。
创通联达5G工业机器人(来源:高通)

创通联达5G工业机器人(来源:高通)

创通联达首席执行官蔡蓉表示,通过与高通公司的深度合作,使客户能够设计和制造面向不同行业的智能机器人。作为支持5G和AI的先进机器人平台,高通机器人RB5平台满足了大量行业变革需求并推动产业升级。

她强调,未来,这款使用高通RB5平台的机器人甚至可以和工人们的工作空间合而为一,机器人实时跟随人的动作进行搬运操作,从而大大优化流水线的空间布置,实现成本的节约。

猎户星空首席战略官王兵则表示,“全新RB5平台将为整个机器人产业带来更高能效、先进的异构计算性能、强大的人工智能、机器学习和5G等诸多尖端科技,实现无可比拟的机器人产品与极致的互动体验。”

高通5G+AI激荡智能互联新时代

实际上,机器人产业是5G+AI带来变革的其中一个领域,也只有到了5G时代,这个领域才会产生乘数效应。

早在2019年在高通的AI Day上,高通公司(Qualcomm)中国区董事长孟樸就表示,2019年是特别的一年——5G将实现商用。5G就像一把钥匙,打开了一扇大门,标志着一个万物智能互连时代的到来。在未来10年,与5G部署并行发展的技术领域,将是大数据的分析和运用,其核心应用就是AI。

最近在上海举行的2021世界人工智能大会(WAIC)“智能芯片定义产业未来“论坛上,孟樸指出,5G、AI和云的结合将有力推动创新和经济增长,加速众多行业的数字化转型。而高通能够在智能手机、移动终端、物联网、汽车和云端AI推理等领域,利用5G技术,智能边缘终端产生的丰富数据能够实时共享到云端,使AI能够得以充分发挥作用,并实现从云端到边缘侧的AI规模化应用,提供满足不同终端AI应用需求的全面丰富的产品组合。

通过高通研发的RB5机器人平台,搭载7nm先进制程工艺APQ系列芯片组产品,利用5G定位精准度,把AI技术用在所有机器人的应用上面,实现快速的分拣和精准定位,在规模、高速率、低时延的通讯环境下,能实现高效的物联网技术连接。

正如孟樸所讲的,“AI真正改变了我们在移动终端、物联网和汽车等领域的体验。除了对算力有不同要求的不同应用外,高通面向不同的应用场景也都有不同的产品。”

如今推出的支持5G、AI应用的RB5机器人开发平台,显然是高通公司在广泛布局未来智能机器人新战场的重要基座。接下来,高通将继续利用前沿技术成就,在5G时代中推动人工智能技术的落地,更好的扮演技术引领者这一重要角色。

孟樸强调,5G的很多潜能要靠人工智能来实现,包括学者、研究、金融,将拥有更大的先机。而高通也正在与全球众多合作伙伴一起,共同推动5G和AI向前发展,让AI在从云端到终端发挥其全部潜能,从而构建一个智能互联的未来。

点击文字,全面了解高通。

(本文首发钛媒体App)

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