Realizing versatile and human-like performance in high-demand sports like badminton remains a formidable challenge for humanoid robotics. Unlike standard locomotion or static manipulation, this task demands a seamless integration of explosive whole-body coordination and precise, timing-critical interception. While recent advances have achieved lifelike motion mimicry, bridging the gap between kinematic imitation and functional, physics-aware striking without compromising stylistic naturalness is non-trivial. To address this, we propose Imitation-to-Interaction, a progressive reinforcement learning framework designed to evolve a robot from a "mimic" to a capable "striker." Our approach establishes a robust motor prior from human data, distills it into a compact, model-based state representation, and stabilizes dynamics via adversarial priors. Crucially, to overcome the sparsity of expert demonstrations, we introduce a manifold expansion strategy that generalizes discrete strike points into a dense interaction volume. We validate our framework through the mastery of diverse skills, including lifts and drop shots, in simulation. Furthermore, we demonstrate the first zero-shot sim-to-real transfer of anthropomorphic badminton skills to a humanoid robot, successfully replicating the kinetic elegance and functional precision of human athletes in the physical world.


翻译:在高强度运动(如羽毛球)中实现多样化且类人的表现,对人形机器人而言仍是一项艰巨挑战。与标准移动或静态操控不同,该任务要求爆发性的全身协调与精准、时机关键的击球动作实现无缝集成。尽管近期进展已实现逼真的运动模仿,但在不牺牲风格自然性的前提下,弥合运动学模仿与功能性、物理感知的击球之间的鸿沟并非易事。为此,我们提出“模仿到交互”——一种渐进式强化学习框架,旨在使机器人从“模仿者”进化为具备能力的“击球手”。我们的方法从人类数据中建立稳健的运动先验,将其提炼为紧凑的、基于模型的状态表示,并通过对抗性先验稳定动力学。关键的是,为克服专家演示数据的稀疏性,我们引入了一种流形扩展策略,将离散的击球点泛化为稠密的交互空间。我们通过在仿真中掌握多种技能(包括高远球和吊球)来验证所提框架。此外,我们首次展示了拟人化羽毛球技能从仿真到真实环境的零样本迁移,在物理世界中成功复现了人类运动员的动力学优雅性与功能精确性。

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机器人(英语:Robot)包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动运行任务的人造机器设备,用以取代或协助人类工作,一般会是机电设备,由计算机程序或是电子电路控制。

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