Dieser Roboter spielt besser Tischtennis als viele Spitzenspieler
In ersten Duellen hat der von Zürcher Ingenieuren mitentwickelte Roboter mit dem Namen «Ace» mehrere Elite-Athleten geschlagen.
Ein neuer Tischtennis-Roboter kann mit Spitzenspielern mithalten. In ersten Duellen hat der von Zürcher Ingenieuren mitentwickelte Roboter mit dem Namen «Ace» mehrere Elite-Athleten geschlagen.
Darüber berichten die Entwicklerinnen und Entwickler des Unternehmens «Sony» in einer am Mittwoch in der Fachzeitschrift «Nature» erschienenen Studie.
«Seit 1983 gab es verschiedene Tischtennisroboter, und weltweit laufen zahlreiche Tischtennis-Experimente – doch bis heute konnte kein solches System den Fähigkeiten menschlicher Spitzenspieler nahekommen», sagte Studienleiter Peter Dürr zur Nachrichtenagentur Keystone-SDA.
Tischtennis ist für Roboter schwierig
Tischtennis stellt laut dem Entwickler für Roboter eine besondere Herausforderung dar. Der Sport erfordert extrem schnelle Reaktionen mit minimaler Verzögerung bei der Wahrnehmung. Zudem muss die Flugbahn des Balls präzise vorhergesagt werden, einschliesslich komplexer Effekte durch den Drall, den sogenannten Spin.
«Der Ball bewegt sich mit hohen Geschwindigkeiten und weist komplexe Flugbahnen auf, wodurch sowohl Menschen als auch Roboter an die Grenzen von Wahrnehmung und Bewegungsregelung gebracht werden», so Dürr weiter.
Vom Computer trainiert
«Ace» verfolgt den Tischtennisball mit Kameras, die Position, Geschwindigkeit und Rotation erfassen. Für das Training nutzten die Forschenden künstliche Intelligenz, sogenanntes Reinforcement Learning. Dabei lernte das System in einer Computersimulation durch Ausprobieren, wie es Schläge optimal ausführt. Zu Beginn eines Spiels wählt der Roboter einen Aufschlag aus einer vordefinierten Liste. Im Verlauf passt er seine Auswahl an und bevorzugt Varianten, die zuvor erfolgreich waren.
Die Forschenden testeten den Roboter gegen japanische Tischtennisspielerinnen und -spieler. Gegen zwei Profis aus der japanischen Profi-Liga verlor «Ace» beide Duelle, konnte aber eines von sieben Einzelspielen für sich entscheiden. Gegen sogenannte «Elite-Spieler» – gute Amateurspieler, die seit mehr als zehn Jahren intensiv trainieren, gewann der Roboter hingegen drei von fünf Duellen.
Eine Analyse der Daten habe gezeigt, dass der Roboter seine Punkte eher durch lange Ballwechsel gewann. Die menschlichen Spieler punkteten hingegen mit schnellen Bällen, die einen hohen Drall aufwiesen.
Mehr als nur ein Sportprojekt
Für die Entwickler ist das System vor allem ein Testfall für sogenannte physische KI. «Die Ergebnisse unserer Arbeit an »Ace« verdeutlichen das Potenzial physischer KI-Agenten, komplexe, interaktive Aufgaben in Echtzeit zu bewältigen», sagte Dürr. Solche Technologien könnten künftig in Bereichen eingesetzt werden, die schnelle und präzise Reaktionen erfordern – etwa in der Industrie, in der Mensch-Roboter-Interaktion oder im Spitzensport.
Auch an der Entwicklung unbeteiligte Fachleute bewerten die Leistung als bemerkenswert, aber nicht überraschend. «Die Fähigkeiten begeistern sehr. Sie sind schliesslich einer der alten grossen, unerfüllten Träume der meisten Robotiker», liess sich der Robotikforscher Jan Peters von der Technischen Universität Darmstadt vom Science Media Center zitieren.
Gleichzeitig relativiert er den Fortschritt. Der Erfolg sei mit aussergewöhnlich hohem Aufwand erkauft worden: Frühere Tischtennisroboter seien oft von einzelnen Doktoranden entwickelt worden, während hinter «Ace» 49 Forschende sowie eine dreistellige Zahl an Technikern und Hilfskräften standen.
Ausserdem zweifelt er daran, dass die gezeigte Leistung auf andere, praxisrelevante Aufgaben übertragbar ist.
