北京
8月26日，第二届世界人形机器人运动会在国家速滑馆“冰丝带”迎来最后一个比赛日。新设项目投壶正式登场，分为足式和轮式两个组别，各13台机器人参赛。相比竞速类项目，投壶更加考验机器人的目标判断、动作精度和力量控制。最终，轮式组冠军由成都智元队斩获，足式组冠军则由江淮实验室“启江百步穿杨队”摘得。赛后，两支冠军队的技术负责人分别接受了新京报记者采访。
轮式组冠军：仿真中反复试错，强化学习让机器人“自学”投壶
投壶源于中国古代射礼，是今年新增的中国传统礼仪体育项目。组委会委员、中国软件评测中心副主任巩潇介绍，机器人要站在投掷线后，用灵巧手从箭架上抓取箭矢，然后挥臂投出，让箭矢落入1.5米外的壶中。听起来简单，但考验的是一整套“眼—脑—手”协同：视觉要识别壶的位置和箭的姿态，大脑要规划投掷角度和力度，手部要完成精准抓取和释放。尤其是箭矢是细长物体，抓取位置稍有偏差，投出去就偏了——这恰恰是机器人精细力控和手眼协同能力的试金石。
轮式机器人投壶。新京报记者 王贵彬 摄
裁判长芦佳此前介绍，机器人必须完成三个高难度环节：复杂光照下识别微小壶口的视觉定位、抓取箭矢恰到好处的力觉控制，以及精准的运动规划，手腕、肘部、腰部需要协同发力，形成稳定的投掷轨迹。
轮式组决赛中，成都智元队的机器人三次将箭矢稳稳送入壶口。据该队技术负责人杜少鹤介绍，团队在训练中融入了人类投掷动作的引导，并在仿真环境中让机器人反复试错，最终让机器人自己学会了一套高效的投掷策略。
谈及投壶项目的核心难点，杜少鹤直言，这个赛项对整个机器人系统的要求极高，既要有精度，也要有速度。“要在相应的比赛时间内多投几根，投掷节奏的优化是很大的挑战。”她提到，由于箭很细，对灵巧手感知算法的要求极高。“另外投掷的时候，手指与箭之间的摩擦力要稍小一些，否则箭出去的速度就会降低。”
足式组冠军：优化算法，对箭矢飞行抛物线精确控制
足式组投壶难度更高。“启江百步穿杨队”队长周正通说，轮式机器人底盘稳定，投掷时几乎不受姿态干扰，可以将全部算力集中在手臂的动作精度上。但足式机器人在投掷瞬间，重心会发生偏移，机器人的躯干和腿部必须实时调整姿态来维持平衡，腰部、髋部、膝部、踝部都必须参与姿态微调。
足式机器人正在进行投壶比赛。新京报记者 王贵彬 摄
谈及投壶的技术难点，周正通认为关键在于对箭矢飞行抛物线的精确控制。他解释道，投壶并非简单地把箭扔出去，机器人必须精确计算出手角度、速度和旋转，让箭矢沿一条稳定的抛物线飞行，才能在1.5米外落入直径仅八九厘米的壶口。
这要求机器人的关节力矩必须极其精确。任何微小偏差都会改变抛物线轨迹，导致“脱靶”。为此，团队在算法上投入大量精力，确保机器人能实时计算并执行最优投掷策略，最终实现“百步穿杨”。
当被问及夺冠的关键是本体硬件还是算法软件时，周正通坦言，团队使用的“启江”机器人虽然全自研，但并非量产产品，本体性能并不一定比其他参赛队伍有优势。真正让他们脱颖而出的，是背后反复打磨的算法。
他提到，由于箭矢是一根小杆，还得抓到固定的位姿，对视觉和灵巧手操作的精度要求比较高。“今天实际比赛使用的箭比我们训练用箭沉一点，早上官方训练时，我们试箭的重量，并微调参数。”
投壶比赛的意义远不止于竞技本身。周正通认为，投壶考验的抓取、对准、释放这一完整动作链，与家庭场景中递水杯、叠被子、整理物品等日常操作高度同源。机器人能否像人类一样做到“温柔”与“精准”的平衡，正是商业化落地的关键所在。
新京报记者 张璐
编辑 张牵 校对 李立军
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