Nature封面揭秘：索尼机器人乒乓球赛场击败人类职业选手

撰稿人：科技前沿观察者
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当索尼的机器人再次进入公众视野，这次竟是以乒乓球赛场为舞台，上演了一场人机对决的精彩大戏。

在精心搭建的乒乓球台上，一场别开生面的较量悄然拉开序幕。

一台配备8自由度的机械臂，与日本顶尖的elite级选手展开了五场三胜制的对决，最终以3胜2负的成绩收官。

随后的半年里，这台机械臂更是势如破竹，连续击败了多位日本职业选手，其中包括2019年美国公开赛女单亚军平真由香（据GPT分析，其实力可媲美国内省队主力），以及WTT世界排名第25位的木原美悠。

那么，这台机械臂在赛场上的表现究竟如何呢？

其背后的研究成果更是获得了国际顶级期刊《Nature》的青睐，荣登封面故事。

回顾过去，伯克利大学曾让宇树G1机器人与人类连续对打106板，香港大学的Smash项目也让G1在室外挥拍击球。

然而，HITTER和SMASH在处理球的旋转方面尚显不足，它们主要依赖陪练打出的平球进行训练，难以应对职业选手的旋转球。而此次索尼的Ace机械臂，则真正实现了对旋转球的精准应对，展现了其实打实的硬实力。

（完整幕后比赛视频可参考：点击观看）

这场人机对决究竟是如何进行的？

比赛规则完全遵循国际乒联（ITTF）的标准，先到11分者胜，比赛场地也是正规的比赛场地。

对手则分为两档：

第一档是elite级选手，他们至少拥有10年的训练经历，每周训练时间超过20小时，共有5位（3女2男）参与对决。

第二档是职业选手，包括日本T联赛现役的两位选手Minami Ando和曾根翔。

值得注意的是，这些球员在赛前均未见过Ace机械臂，也没有进行过针对性的录像训练或定制策略，完全是即兴上阵。

在2025年4月的东京对决中，Ace对elite级选手取得了3胜2负的成绩，在13局中赢得了7局。

而对职业选手则稍显逊色，以0胜2负告终，但在7局中也抢下了1局。

这样的成绩已经相当不错。

论文提交后，索尼并未止步。

在2025年12月的又一轮对决中，Ace成功击败了平真由香。而在2026年3月的对决中，Ace更是连克包括木原美悠在内的三位职业选手。

据SonyAI DirectorPeter Dürr介绍，此次Ace的出球速度更快、落点更贴近球台边缘、回合节奏也更加紧凑。

从Ace看到球到挥出拍，整个过程仅需20.2毫秒。而顶级人类球员则需要230毫秒，相差十倍之多。

这一惊人差距是如何实现的呢？

Ace的整套系统由看、想、做三部分组成。

在“看”这一部分，球台四周布置了9台APS相机，每台相机都配备了一块FPGA芯片。相机先在本地进行二维小球检测，只将压缩后的结果传送到中央服务器进行三维定位。

整个过程仅需10.2毫秒，空间误差控制在3毫米以内。

然而，仅仅知道球的位置还远远不够，还需要了解球的旋转情况。旋转决定了球落台后的反弹方式，也决定了球员的挥拍策略。

索尼采用了自家的事件相机（event-based vision sensor）来捕捉球的旋转。与传统相机像连拍一样工作不同，事件相机只在画面有变化的像素上报数据，因此具有天然的低延迟特性。

同时，索尼还配备了一套名为gaze control system的装置，通过三块可转镜片追着球走，一颗可电控变焦的长焦镜头让球始终保持清晰。三套装置从不同角度盯着球上的logo如何翻转，从而计算出球的角速度。

该系统的刷新率在400到700Hz之间，平均误差仅为24.8弧度/秒。

在“想”这一部分，Ace采用了一个深度强化学习策略。该策略每32毫秒（31.25Hz）读取一次球和机械臂的状态，并输出相应的动作。

训练算法采用了SAC（Soft Actor-Critic），这是一种相对古典的算法。

但索尼对其进行了关键设计，引入了privileged critic机制。在训练时，给critic（评判者）喂仿真里的真值，而给policy（决策者）只喂带噪声的传感器历史数据。

这种设计让评判者能够看到参考答案，而决策者则只能通过模糊照片来解题。这样，决策者被迫学会自己做传感器融合和轨迹预测，无需人工教导就能自行摸索出解决方案。

整套策略完全在仿真环境中训练，没有接触过一个真实的球。然而，当部署到真实机器上时，它却能够直接使用，无需任何调整。

作者Peter Dürr自己承认，他一开始并不相信这种路径能够成功，但最终的结果却让他大跌眼镜。

在“做”这一部分，机械臂是定制的，拥有8个自由度（2个直线关节负责沿球台前后左右平移，6个旋转关节负责球拍姿态和速度）。机械臂采用Scalmalloy合金3D打印制成，并进行了拓扑优化，既轻便又稳定。

机械臂的末端是一片蝴蝶D05胶皮配VICTAS ZX-GEAR OUT底板，与日本职业选手使用的套胶级别相同。球拍旁边还挂了一个小杯子，用于单臂发球时托球。

所有电机每1毫秒同步一次，位置跟踪延迟不到5毫秒，最大挥拍速度对标职业选手正手强攻时的20米/秒。

看、想、做三部分加起来，整个过程仅需20.2毫秒。

One more thing

说实话，当看到这篇发表在《Nature》上的论文时，我的第一反应并不是“好厉害”，而是“索尼竟然还在做机器人”。

二十年前，日本无疑是机器人的第一梯队。

1999年，索尼推出了AIBO机器狗，售价高达3000美元一只，却在20分钟内被抢购一空，总共卖出了15万只。

2003年，索尼又推出了QRIO机器人，这是全球第一款能够双足奔跑的人形机器人。与此同时，本田的ASIMO机器人与各国政要握手敲钟，丰田的机器人则会吹小号。

那时候，美国人想要看机器人表演，还得飞往东京。

然而，好景不长。

那时的机器人虽然能够表演各种精彩节目，但却无法胜任实际工作。表演无法支撑起高昂的研发成本，机器人逐渐沦为了科技花瓶。长此以往，销量自然下滑，项目也被迫砍掉。

2006年1月26日，索尼一天之内砍掉了AIBO和QRIO两个项目。

2018年，ASIMO也宣布停产。在日本千叶县的光福寺，每年都会为报废的AIBO机器人举办超度法事，一次就有800只之多。

时光荏苒，到了2025年，全球人形机器人的出货量已经达到了1.3万台，其中中国占据了90%以上的市场份额。前六名全是中国公司，日本没有一家上榜。

在机器人领域，如今已经是中美两国的游戏了。

值得一提的是，Ace的共同作者中有一位名叫Hiroaki Kitano（北野宏明）的科学家，他是索尼计算机科学实验室的CEO。

他正是当年AIBO项目的发起人，被誉为AIBO之父。QRIO机器人也是他带出来的项目之一，RoboCup机器人足球赛也是他发起的。

尽管AIBO和QRIO两个项目在2006年被砍掉，但他并没有离开索尼。他熬过了近二十年的艰难时光，终于等来了这篇发表在《Nature》上的论文。

虽然Ace在形态上仍然是一台不会动的机械臂，虽然窗外的中国人形机器人已经在春晚上扎堆表演武术。

但对于索尼来说，能够重新回到机器人领域的牌桌上，可能已经是一件非常不容易的事情了吧？

[1]https://www.nature.com/articles/s41586-026-10338-5#MOESM1

[2]https://scholar.google.com/citations?user=027fc-oAAAAJ&hl=ja