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机器人足球 科技的较量

2019-10-08 22:57:05来源:励志吧0次阅读

7月初,代表中国出战的北京信息科技大学“水之队”在2013年RoboCup机器人世界杯足球赛中型组决赛中,以3∶2击败了东道主荷兰埃因霍温科技大学队夺冠。正值中国男足以1比5惨败给世界排名第142位的泰国队的青年军,难怪众多球迷纷纷吐槽,“当机器人取代人类时,就是国足出头之日”。

机器人足球,简单说,就是用机器人代替人踢球的一种足球比赛项目。最早是由加拿大大不列颠哥伦比亚大学(UBC)教授AlanMackworth在1992年的一次国际人工智能会议上提出来的。

目前,国际上最具影响力的是RoboCup和FIRA两大世界杯机器人足球赛。“水之队”在RoboCup中型组比赛中仅有5名身高约80厘米的机器人球员组成,并在一块18米×12米的平台上完成所有配合与射门动作。

跟真人足球赛相比,它们没有恢宏的球场,没有疯狂的球迷,有的是没有硝烟的尖端科技战争。机器人足球最大的魅力就在于,它涵盖了人类将要攻克的众多技术难题,比如,计算机视觉技术、无线通信网络技术、行为决策技术、智能控制技术、机电一体化技术、计算机仿真技术、人工生命技术、对策论等。

总体上,机器人足球可以分为硬件型和仿真型,硬件型就是人们最常看到的,形态各异的机器人在场上真刀真枪地争抢,而仿真型则是在电脑上完成模拟作战。

前者如果是全自主的机器人,视觉系统会安装在机器人上,自主采集场上的情况,分析这些信息,然后根据这些信息处理决定自己的行为,并同其它机器人进行协作。每一个足球机器人需要将控球机构、射门机构、电池组、控制系统、中央处理器、运动电机等所有部分协调起来。

除了要有硬件保障,不了解机器人足球的人们恐怕会忽略,这样的比赛同样需要讲究策略。策略就好比人的思维,人在踢球时,比赛环境是动态的,对方球员的动作是不可预测的,机器人也要根据场上情况的变化随时调整自己的动作。

人类对球场信息的处理通常是基于模糊的概念,如远近、快慢、有利、不利等,而机器人不是用眼睛看到比赛场景反映到大脑进行形象思维,而是根据队员在比赛场上的位姿和球的位置等数据对比赛场上的形势进行分析,用刻板的数据和程序语言来完成推理的过程。

决策控制系统正是目前足球机器人领域最有挑战性的一个研究领域。

不过,千万别以为,机器人足球赛拼的只是脑子,操作足球机器人,不会踢球可是不行的。如果你不懂足球的踢法、战术,又如何赋予机器人思维。因此,平日里看球、踢球,才能在设计中迸发更多的灵感。

在RoboCup中,最终目标是:到2050年,开发一支能战胜人类的机器人足球队。尽管人工智能技术发展迅速,但要达到该目标,还面临着诸如如何使机器人具备人的体态、体感、体能、技能以及感知能力等问题,而这将涉及生态材料、能源、传感技术等众多其它学科的研究。

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