今年运动会的新项目，都在考验机器人哪些能力？
8月22日至26日，第二届世界人形机器人运动会在北京国家速滑馆“冰丝带”举行。本届运动会共设置30项竞技赛和21项场景赛，来自16个国家的666支参赛队伍将通过1300多场比赛，从各个维度验证机器人的能力。与首届相比，今年新增举重、乒乓球、啦啦操等项目，更是对机器人大脑、小脑以及本体结构、核心零部件的极限考验。
举重
极限负载下，完成力与关节的协同
机器人在进行举重项目比赛。新京报记者 王子诚 摄 举重，可以算作是本届运动会难度最高的力量型项目，并非只是考验上肢力量那么简单。
根据规则，比赛根据机器人自重分为小于40公斤的轻量级与大于40公斤、小于80公斤的重量级两组。比赛中，机器人需要用灵巧手抓握杠铃，垂直举过头顶，并稳定2秒才算成功。躯干、手臂或膝盖触碰台面均直接判负，每台机器人最终以单次成功举起的最大重量决定排名。
在这个项目中，不仅考验着机器人关节电机在极限负载下的爆发力，更考验全身几十个关节在负重状态下保持动态平衡的协同控制能力。8月24日晚，在重量级组别的决赛中，北京人形-华科联队的机器人成功举起16公斤，夺得金牌，成为本届赛事首个人形机器人举重冠军。
北京人形-华科联队算法工程师文晗赛后接受记者采访，他表示，工业机械臂的负载是写好的，基本都能抓起来。但人形不一样，抓取、翻腕、举起来都是强约束问题。灵巧手在负重下的结构强度，是“最脆弱的环节”。
从报名项目到参赛，团队只用了三到四周的准备时间。在准备阶段，工程师们要突破的，就是机器人灵巧手的负载能力、双足在重压下的平衡控制以及全身关节的协同发力。针对这些需求，文晗表示，团队在算法层面进行了针对性调整。“我们在训练函数里做了调整，添加了一些以往没有的动作，约束手臂不要产生奇怪的受力，防止灵巧手被撑坏。”
赛场上多举起的每一公斤，都意味着机器人在现实世界中多了一份承担重体力劳动的可能。
这项能力的突破，可以将举重机器人的应用指向工业与物流场景。文晗表示：“人形最大的优点就是通用，举重运动只是一个表现形式，这些能力比较突出的机器人以后可以应用在码头装卸货和复杂情景下的货物搬运，为我们的生活服务。”
乒乓球
毫秒级博弈中，考验“大脑”与“小脑”的配合
机器人在进行乒乓球项目的比拼。新京报记者 薛珺 摄 如果说举重考验的是“蛮力”，那么乒乓球项目考验的就是机器人的“巧劲”。本届运动会乒乓球项目采用的是1V1的全自主决策模式，禁止进行遥控或预设动作，比赛过程中，机器人须独立完成发球、接发球、对拉及战术选择。
标准球台上，机器人需要应对的是最高5米/秒的球速，从感知到击球的反应窗口仅约0.3秒。“反应时间只有0.3秒，要做出完美击球动作，非常难。”深圳大学人工智能学院助理教授陆亮点出了这一项目的核心挑战，他告诉记者，在一个月的准备时间中，他的团队通过强化学习训练机器人的步伐以保证稳定性，同时利用球路预测算法提前规划击球点。
市民林先生和儿子带着望远镜坐在观众席，观望着乒乓球赛场。林先生说：“乒乓球项目是国民都非常关注的项目，刚刚看了机器人几个接发球，动作流畅，比较出乎意料。”
值得注意的是，本届运动会统一指定各赛队使用智元远征A3人形机器人进行比赛，消除硬件差异，这意味着，比拼的核心完全落在了算法能力上。8月24日，中国科学技术大学的永恒东风战队刚打赢了一场小组赛。中国科学技术大学具身智能博士黄天晨介绍，乒乓球项目的比赛，是对人形机器人“大小脑协同”能力的一次测试。
“大脑”负责预测与决策，“小脑”则负责稳定与平衡。黄天晨说：“乒乓球是非常小的，对于动作捕捉系统和机器人手腕灵活度的控制来说，都是非常严峻的挑战。”他介绍，团队利用强化学习在仿真环境中训练机器人的抗干扰能力，克服仿真与现实的鸿沟。例如，仿真出摩擦力变化、观测偏移等干扰，让机器人在各种恶劣的条件下练习，提升它在现实中的鲁棒性。
在前期数据训练上，永恒东风战队邀请了一名乒乓球运动员进行动作捕捉，用动作数据引导机器人做出正手挥拍和反手挥拍等动作，以此来训练机器人实现“像人一样”对实时的球场情况做出不同反应。“我们加入了人类数据，引导机器人习得符合运动美学的挥拍轨迹，让机器人的动作不那么僵硬。”
然而，要做到和乒乓球运动员一样是非常困难的。“目前来说整个系统抗干扰能力仍有所欠缺。”黄天晨观察到，赛场中的多种变化有些并不在前期预设的规划中，这就导致有一些偏离逻辑和常理的乒乓球轨迹无法被识别和判断。“所以一次比赛也是一次练习和学习的机会，能让前期没考虑到的情况成为训练素材。”
啦啦操
包含人机协作逻辑，用智能的身体演绎“艺术”