VR机器人教练一对一教你如何正确打乒乓球

(VRPinea 4月29日讯)最近,刘畊宏的毽子操风靡全国。各行各业、男女老少都纷纷打卡跟练。不少人表示,现在一听到周杰伦的《本草纲目》,就感觉DNA动了。在此之前,也有一项老少皆宜的国民运动,便是乒乓球。

刘畊宏毽子操

受疫情影响,在现实中打乒乓都无法实现。于是,VR乒乓球模拟器成了替代品。无需出行、不受场地的限制,随时随地就能与全球的朋友们联机一战高下。这不,昨天由Pico举办的《乒乓:致胜11分》PVC全国大奖赛也正式开启报名。

无论是为了应对正式比赛,还是渴望收到朋友的赞美,究竟如何才能在短时间内提高乒乓球技呢?为此,脑洞一向很大的日本人开发了一种名为“T2 Snake”的VR乒乓球训练机器人,下面小P就带大家一探究竟。

VR乒乓球模拟器与机械臂的联动

T2 Snake由一个运行于VR头显的乒乓球模拟器和一个蛇形机械臂组成。研究人员在机械臂的尖端安装了一小截乒乓球拍和一个VR手柄,为了方便使用,另一端则被固定在铝制底座上。

VR乒乓球模拟器是由Unity3D引擎创建的,从演示视频来看,背景被设置在了体育馆,有一张乒乓球桌和一块记分牌。报告里称,开头有一个指导视频,在比赛过程中还有激励玩家的拉拉队。除了外观和场景不能定制,看上去与其他VR乒乓球游戏没有太大区别。

球拍在VR中的运动与机械臂的运动是如何实现同步的呢?首先,研究人员将VR环境与逆向运动学系统(IK)相连接,通过WebSockets3,控制、同步球拍的运动和机器人的运动。其次,IK系统计算出机器人正确的手臂摆动姿势,以便在VR环境进行正确的挥拍。最后,IK系统将计算出的机械臂的角度发送给机器人控制系统,而机器人就会做出对应的动作。

而机械臂由九个伺服电机串联而成,长度是0.99米,重达4.5斤。这些电机的连接处使用的是铝框架和PLA框架,末端执行器是VR游戏中常见的乒乓球拍,也就是VR控制器。于是,佩戴上VR头显,握持安装在机械臂尖端的球拍,玩家就可以通过力反馈实现正确的挥拍。

能否提升乒乓球技?

为了评估这套系统,研究人员招募了10名曾经使用过VR设备的体验者。首先,对这些体验者进行问卷形式的调查,并将即将试玩的系统介绍给他们。接着,体验者参加球技测试。然后,将其分为两组(使用T2 Snake和使用VR)进行乒乓球训练。中途,两组体验者需要交换训练方式。最后,对其进行半结构式的访谈,涵盖他们对T2 Snake的总体印象。

如下图所示,开发人员对每名体验者进行了规范化的数据研究。报告显示,在技能测试中,使用T2Snaker的志愿者的总体技能增益更高。

一名体验者给予了相当高的正面评价:像是在现实生活中,有教练在教授乒乓技能。但也有人认为训练效果不如预期,还遇到了一些新的问题。比如,不知道机器人手臂的运动范围,担心会将其折断。还有人补充道,希望为用户提供虚拟化身,让他们能看到自己的形象。

此外,研究人员称,未来将增加反手功能,并把这套系统运用到其他运动项目上。实际上,除了VR乒乓球机器人以外,越来越多的机器人开始在各个领域大施拳脚。比如,日本JR West公司用VR控制巨型机器人建铁路,有点类似于《环太平洋》中的操作。未来,机器人不仅可以替代人类从事高危体力劳动,我们也可以远程操控机器人,高效地执行任务。

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