高速センサーによる高精度なボールトラッキングを実現

合計12個の高速センサーを用いたハイブリッドビジョンシステムで、これまでにない高精度なボールトラッキングを実現している。ソニーセミコンダクタソリューションズ（SSS）のイメージセンサー「IMX273」を搭載した9台のカメラにより高速認識システムを構築し、3次元空間におけるボールの正確な位置を認識する。さらに、SSSのイベントベースビジョンセンサー（EVS）「IMX636」を搭載したカメラとパン・チルトミラーおよび焦点可変望遠レンズを用いた3機の視線制御システムを組み合わせることで、ボールの回転の向きと速度（角速度）をリアルタイムで測定。これにより、直径40mmのボールを追跡し、毎分9,000回転を超えるスピンを測定することが可能となる。事前にプログラムされたモデルに依存しない「モデルフリー強化学習」を用いており、実際のラリーでの予測不可能な動きに適応し、高速かつ高精度な制御が可能な最先端のロボットハードウェアとなっている。

プロアスリートのスピードに対応する設計

プロアスリートのスピードに対応するため、ハードウェアには素早い横方向の動きと正確な打撃に最適化された2つの直動関節と6つの回転関節、ラケットを備えたエンドエフェクタ、ボールを保持するカップが装備されており、片手でのサーブが簡単に実行できる。この設計により、トップスピンやスライスを含む、プロレベルのショットを自在に操るための必要な操作性を実現している。ボールを最大19.6m/sの線速度で返球できるため、プロレベルのラリーや競技レベルのサーブに必要なスピードを可能にしている。

一流選手に対して5戦3勝という結果を残した卓球ロボット

Nature誌で発表された研究成果は、国際卓球連盟（ITTF）のルールに基づいて、Aceと一流卓球選手5人‧プロ卓球選手2人との試合で評価された。Aceは一流選手に対して5戦3勝という結果を残し、残る2戦でも高い競争力を見せた。様々なスピンのボールを打ち返すだけではなく、最大450 rad/s （ラジアン毎秒）の回転数においてもリターン率75％超を安定して達成。これは、競技用卓球ロボットでこれまでに報告されていた値を遥かに上回るものとなっている。サーブでの直接得点（エース）は16回決めており、一流選手がエースを決めたのは全部で8回に留まった。さらに、低遅延認識‧制御システムにより、ネットに当たって不規則に跳ね返るボールなど、予測しにくいショットにも真っ先に対応することができていた。これまでの卓球ロボットでは、その多くが協調的なラリーのみを前提としたもので、対戦でアマチュアレベルを超える性能を示したものはなかった。

対戦下での継続的なパフォーマンス向上

Nature誌に論文投稿後、研究チームは追加の競技試合を実施。2025年12月には、新たに4名の卓球選手（プロ選手2人、一流選手2人）と対戦し、エースは一流選手2人にいずれも勝利し、プロ選手2人に対しては1勝1敗という結果を出した。以前の評価と比較すると、Aceはより高速なショット、台の端を狙ったより攻撃的なコース取り、よりテンポの速いラリーを見せ、対戦下での継続的なパフォーマンスの向上が確認された。