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可击败职业选手的乒乓球机器人硬件设计

机器人学 2026-06-25 v1
作者: Nobuhiko Mukai , Pavel Adodin , Stefan Heusser , Alexander Sigrist , Divij Grover , Guillem Torrente , Farshad Khadivar , Takekazu Kakinuma , Peter Dürr
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摘要

本文关注乒乓球机器人击败职业选手所需的硬件规格。在分析精英选手动作后，我们定义了工作空间、负载、外力抵抗、物理性能、发球能力与末端执行器精度的目标规格。基于这些规格，我们开发了定制8自由度机器人“Ace”。机械结构通过拓扑优化改进，在保持刚度同时最小化质量。电机与齿轮箱选型利用逆动力学扭矩模型优化。带延迟补偿的低阶单关节动力学模型被辨识并集成至仿真，以启用RL控制策略。实验展示了0.8 s周期时间的重复全挥拍动作与22 m/s的球拍中心峰值速度。该机器人成功击败多名职业选手。

关键词

乒乓球机器人 硬件设计 拓扑优化 逆动力学 RL控制 8自由度

引用

@article{arxiv.2606.26643,
  title  = {Hardware Design for Table Tennis Robot Capable of Beating Professional Players},
  author = {Nobuhiko Mukai and Pavel Adodin and Stefan Heusser and Alexander Sigrist and Divij Grover and Guillem Torrente and Farshad Khadivar and Takekazu Kakinuma and Peter Dürr},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2606.26643},
  year   = {2026}
}

备注

8 pages, 13 figures, 5 tables. The supplementary video can be downloaded from "Ancillary files"