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Eine neue Roboter-Grenze: Air Hockey

2019

Schlendern Sie durch eine Einkaufszentrum-Arkade oder das lokale Dave & Buster's, schauen Sie hinter die lauten Kinder, die Dance Dance Revolution spielen, und Sie werden wahrscheinlich einen Airhockey-Tisch entdecken. Wie Pac-Man und das verrückte Klauenspiel bleibt auch Airhockey unverändert und ewig. Zwei Tatsachen scheinen uns für den schwimmenden Puck zu begeistern: 1) Jeder denkt, dass er gut im Spiel ist, aber 2) niemand weiß es genau. Nirgendwo in der Sportlandschaft werden so viele Tore erzielt. Ein 6: 0-Sieg in einem Spiel wird im nächsten Kampf dank Lady Luck rückgängig gemacht. Wenn Sie jedoch gegen den Air Hockey Bot 1000 (AHB-1000) antreten, kann eine Karriere, die einst vom unbeständigen Glück bestimmt war, endlich auf ihre formelmäßige Konstanz überprüft werden.

Das zweite Kommen des Airhockeys wurde aus einer unwahrscheinlichen Quelle geboren. Nuvation ist ein Unternehmen, das eine Vielzahl elektronischer Designdienstleistungen anbietet und Unternehmen dabei hilft, alles von MP3-Playern bis hin zu Space-Shuttle-Komponenten zu entwickeln. Das in San Jose ansässige Unternehmen wurde ursprünglich von Freescale Semiconductor mit der Entwicklung eines Airhockey-Roboters beauftragt, um den Geschwindigkeitsunterschied zwischen seinen 8-Bit- und 32-Bit-Mikroprozessoren zu demonstrieren. Zwei Monate später wurde mit nur drei Mitarbeitern, die sich dem Projekt widmeten, der erste Prototyp des AHB auf einem von Freescale gesponserten Technologieforum vorgeführt. Die Antwort hat Nuvation unter Berücksichtigung der Kommerzialisierung.

"Es gab so viel Aufregung und Interesse daran, sagte der Chefdesigner Mohan Gurunathan." Wir sprechen über verschiedene Möglichkeiten, die Erweiterung auf Spielhallen oder Vergnügungsparks und den Bau anderer Spiele. Die Resonanz war überwältigend und wir versuchen immer noch, herauszufinden, wie wir damit umgehen sollen. "

Die Technologie im Roboter ist so überraschend einfach wie das Spiel, das er beherrscht. Das System kann in drei Komponenten unterteilt werden: das Vision-System, die Intelligenz und den eigentlichen Roboter. Das Bildverarbeitungssystem besteht aus einer handelsüblichen Maschinenkamera (ein Modell, das häufig für die Inspektion am Fließband verwendet wird), die drei Meter über dem Tisch montiert ist. Die Kamera ist von einer benutzerdefinierten Anordnung von Lichtern umgeben, die auf die Spielfläche gerichtet sind. Ein professioneller Puck wird dann mit reflektierendem Klebeband abgedeckt, ähnlich wie es häufig bei Rucksäcken oder Laufschuhen der Fall ist. Während des Spiels lokalisiert das Bildverarbeitungssystem den Puck, der als Mittelpunkt des hellen Lichts definiert ist, 100 Mal pro Sekunde. Dieser Ort wird an den Computer weitergeleitet, wo ein Algorithmus den erwarteten Weg des Pucks bestimmt. Die Ingenieure entwickelten den Algorithmus basierend auf theoretischen Berechnungen unter Berücksichtigung von Spin und Energieverlust in Verbindung mit einer Reihe kontrollierter Tests. Ein handelsüblicher Industrieroboter (zum Lackieren, Versiegeln und Schleifen von Teilen) wird dann angewiesen, sich an den erwarteten Ort zu begeben. Laut Nuvation kann sich der Roboter nicht so schnell wie die menschliche Hand bewegen (nur 4 Meter pro Sekunde), also bewahren Sie Ihre Ausreden auf.

Die offensiven Fähigkeiten des Roboters sind (derzeit) etwas weniger ausgefeilt als sein defensives Spiel. Sobald der Computer feststellt, dass der Puck keine Scoring-Bedrohung mehr darstellt, wechselt der Roboter in den Swat-Modus. Das Schlagmanöver wird willkürlich von seinem Heimtor weggerichtet und berechnet noch keinen optimalen Weg oder einen komplizierten Bankschuss. Um zu gewinnen, verlässt sich der Roboter auf ein landesweit beliebtes Sport-Mantra von Trainern - der beste Angriff ist eine gute Verteidigung. Während des Freescale-Forums galt das Klischee.

"Es hat von Zeit zu Zeit für sich selbst getroffen", sagte Gurunathan.

Ah, aber auch Roboter müssen mit der Qual eines Eigentors kämpfen. Während der Roboter alles in Sichtweite blockieren kann, kann ein Puck, der sich unter dem Roboterarm und daher außerhalb der Sichtweite der Kamera bewegt, den Computer verwirren und dazu führen, dass er versehentlich auf sich selbst trifft.

Gurunathan untersuchte frühere Versuche mit Airhockey-Robotern und ist zuversichtlich, dass der AHB der schnellste und leistungsfähigste ist, den es je gab. Da die ursprüngliche Absicht, Unterschiede bei den Prozessoren aufzuzeigen (8-Bit war viel langsamer), leicht verwirklicht werden konnte, hat sich der Entwicklungsschwerpunkt auf die Schaffung eines marktreifen Produkts verlagert. Die Verbesserung der Benutzeroberfläche ist von größter Bedeutung. Die Installation eines imposanten Angriffsplans sollte einfach sein. Sogar der Hinter-dem-Arm-Fehler wird wahrscheinlich behoben, bevor jemand in vier Vierteln für eine Dosis Demut erscheint. Mit jeder Verbesserung wird Gurunathan eine Gruppe von semiprofessionellen Airhockeyspielern im Raum San Francisco haben, die den Computer an seine Grenzen bringen.

Semi-Pro, was? Ich nutze meine Chancen.

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