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20 毫秒快速反應、擊敗桌球職業選手:Sony AI 機器人 Ace 如何跨過 Physical AI 的即時決策門檻?

近日在中國北京舉行的一場半程馬拉松賽事中,機器人跑贏人類跑者的畫面引發熱議,展現出全球在實體機器人技術上的驚人進展。在這波機器人跨越人類體能界限的浪潮中,Sony AI 研發的自主桌球機器人 Ace 又往前邁進一步,並被視為首個能在真實世界中與高階人類桌球選手競爭的自主系統(autonomous system)。

這項突破的關鍵,不只是單純的「打贏人類」,而是 AI 首次在正式比賽規則下,證明自身具備高速感知、即時判斷與精準出手的能力,這也標誌著 AI 正加速從虛擬環境,跨入需要即時反應的實體運動領域。

迎戰高階選手、擊敗職業好手:Ace 打破正式規則下的競技極限

過去,桌球之所以被視為實體 AI(Physical AI)的重大挑戰,在於這項運動極度考驗反應極限:球速可超過每秒 20 公尺、來回時間常不到 0.5 秒,且高速旋轉會大幅改變球路。面對這些極端條件,Ace 在國際桌球總會(ITTF)的正式規則與兩名裁判的監督下,與人類選手展開真正的對決,並且全程採用一般球拍與奧運標準尺寸的場地,沒有放寬任何硬體標準。 

2025 年 4 月,Ace 首度與 5 位高階選手(elite players)及 2 位職業選手對戰,並成功對高階選手拿下 3 場勝利。雖然初期未能擊敗職業選手,但隨著系統持續進化,Ace 成功在 2025 年 12 月首次戰勝職業選手,隨後更在 2026 年 3 月,進一步擊敗包含世界排名前 25 名的木原美悠(Miyuu Kihara)在內的三名職業好手。

跨越困難的門檻:比人類反應時間快 10 倍的即時感知與決策

Ace 之所以能跨越即時反應的門檻,歸功於其結合事件導向視覺感測器(event-based vision sensors)、無模型強化學習(model-free reinforcement learning)與高速機器人硬體的三位一體核心架構。

在「感知」層面,為了能在極短時間內完成追蹤,Ace 的視覺系統配備了 9 台傳統的 APS 相機與 3 套視線控制系統(gaze control systems),專門鎖定動態或亮度改變的區域,並精準追蹤官方桌球上的商標位置。這套系統能在高頻率、低延遲下精準計算球的 3D 位置、旋轉與軌跡,甚至能捕捉人眼看來只是一團模糊的高速殘影,讓 Ace 甚至在面對高達 450 rad/s 的強烈旋轉球時,仍能保持 75% 以上的穩定回擊率。 

在「動作與決策」層面,Ace 的機械手臂配備 8 個關節:3 個控制球拍位置、2 個調整方向,另外 3 個提供擊球的速度與力道。這套軟硬整合系統讓 Ace 的總延遲時間僅約 20 毫秒,遠遠快於人類運動員所需的 230 毫秒反應時間。此外,透過無模型強化學習,Ace 在模擬環境中累積了數千小時的訓練經驗,使其不須死板地依賴預設打法模型,而是能依據經驗產生像人類一樣的敏捷度。這種訓練方式更讓 Ace 發展出令人驚豔的「湧現(emergent)能力」,成功回擊未曾特別訓練過的「擦網球」這一類突發狀況。 

AI 從螢幕內的勝利,走向真實世界的高速互動任務

Sony AI 專案負責人 Peter Dürr 指出:「Ace 提供一些過去從未被捕捉到的東西,那就是一個機器人與人類在真正的體育競技中展開對決。」《路透社》也引用開發團隊的原話強調:「與先前 AI 系統在電腦遊戲中超越人類專家不同,像桌球這類實體的即時運動,因為需要在障礙物附近、於人類反應時間邊緣進行快速、精準且具對抗性的互動,因此仍是一項重大的未解挑戰。」

此外,這項技術突破的意義不只在於體育競技,因為 Ace 所展現的高速感知與基於學習的控制技術,未來可廣泛延伸應用於製造業、服務型機器人(service robotics),以及其他需要快速、精準人機互動的實體場景。研究團隊也預期,隨著技術不斷突破,未來 Ace 的外觀甚至有可能演進為人形機器人。 

透過實戰擊敗頂尖選手的過程,Ace 具體展現 Physical AI 已正式跨過「即時感知加上動作決策」這道最難的真實世界門檻。面對這個前所未有的對手,曾敗給 Ace 的職業選手 Mayuka Taira 坦言,機器人最難對付的地方在於「沒有情緒且難以預測」,加上 Ace 完全不會釋放任何肢體語言的破綻,讓對手難以察覺其真實意圖與發球旋轉方向。

然而,目前的 Ace 依然有弱點。曾與其對戰的選手 Rui Takenaka 分享,當自己打出複雜旋轉時 Ace 能同等回擊,但改採簡單的「無旋轉發球」時,Ace 的回球也跟著變簡單,這顯示 Ace 在「尋找對手弱點並即時適應策略」的戰術層面上,仍不及專業的人類運動員。儘管如此,這種超乎預期的對抗體驗,說明 Ace 不僅徹底打破人類對機器人敏捷度的傳統想像,更在為未來的人機互動,重新定義出新的可能。

*本文開放合作夥伴轉載,參考資料:《Nature》《Reuters》《The Verge》《New Scientist》,首圖來源:Sony AI