
能踢足球的机器人长什么样?圆滚滚的身子,底下嵌着两个小轮子,顶上是视觉系统的色卡,身形比人的拳头大不了多少,这是小型组机器人的模样。类人组的机器人更加高大,拥有和人类相似身体形态和灵活的四肢,身高却还不到人的膝盖,胸前印着各自的号码,射门时还会摆出起脚的姿势。
就是这些“小家伙”,能够通过预先设定的程序自主决策,识别比赛进程,进行团队协作,完成传球、带球、射门等足球动作。他们时常萌态百出,引得场外一阵阵欢笑;时常凭借出色利落的“脚”法,赢得观众的赞叹欢呼。
在刚刚结束的2020RoboCup机器人世界杯中国赛中,浙江大学控制科学与工程学院熊蓉教授指导的浙大队ZJUNlict与ZJUDancer分别荣获小型组、类人组冠军。能在各路高手中脱颖而出,ZJUNlict和ZJUDancer有何通关秘笈?
ZJUNlict:老牌强队,稳扎稳打
小型组是RoboCup历史最为悠久的组别,和其他组别相比,小型组的最大特点就是高动态性和高对抗性。由于机器人体积较小,机器人移动速度可以达到4m/s以上,球速更是可达6.5m/s。同时由于比赛机器人较多,可以像人类足球比赛一样,有很漂亮的传球和配合。小型组通常被认为是最激烈也最好看的组别。
ZJUNlict成立于2003年,经过一代代ZJUNlicter的努力,不断缩小与世界强队的差距,从中国公开赛一步步迈向世界赛,分别在2013、2014、2018、2019四年取得RoboCup小型组世界冠军,成为国际公认的强队。
本次比赛中,ZJUNlict表现依旧亮眼,两场小组赛分别以2:0和4:0的比分拿下比赛,小组头名昂首出线;进入淘汰赛,ZJUNlict更是势如破竹,大比分战胜对手一路挺进决赛;决赛迎战上届冠军上海交大SRC队,历经上半场的焦灼,ZJUNlict在中场调整后展现出更加犀利的进攻能力,3:0拿下比赛夺得冠军!
2015年经历了“机器人数量的变多、场地的扩大”的赛制变化后,队伍随之调整了整体战术,“从强调单体机器人技能转变到更强调多机配合协同策略,重点放在提升整体策略的智能性和适应性。”已入队五年的队长、控制科学与工程学院博士生黄哲远介绍。事实证明,他们的策略方向经得起大赛的考验。
作为国内高校的顶尖队伍,ZJUNlict一直在机器人足球领域发挥着引领作用,黄哲远告诉记者:“目前浙大已经开源了全部的硬件图纸和大部分软件代码,包括机械、电路图、嵌入式代码、软件以及策略框架代码。我们也会经常在各平台分享一些视频,希望可以在与各个队伍交流的过程中碰撞出更多火花,促进小型组的发展。”与各队交流中发现很多队伍目前正在使用浙大开源的一套软件代码,还表现出对其他开源系统的兴趣,各参赛队伍友好交流互相促进,相信国内将涌现出更多队伍参与到国际大赛中。
ZJUDancer:持续进步,冲击世界冠军
另一批同样怀着对机器人技术的兴趣和热爱的浙大学子聚合在一起,组成了ZJUDancer队。ZJUDancer从无到有,成立的14年间,从独立自主设计制造机器人,到完善步态、策略等模块代码,逐渐成长为一支具有强劲竞争力的类人组(KidSize)机器人队伍。十年间曾获七次RoboCup中国赛类人组冠军,四次世界赛亚军。
与小型组不同的是,类人组需要生成机器人的步态动作,完成基本的类人动作,是最接近人类外形和行为特征的机器人。比赛过程要进行身体对抗,其刺激程度也不亚于人类足球比赛。
此次中国公开赛,ZJUDancer一路高歌,小组赛相继战胜东南大学、清华大学代表队,半决赛将北京信息科技大学斩落马下,面对强大的决赛对手西北工业大学代表队,一场酣畅淋漓的7:0锁定胜局。
据介绍,今年团队在技术上主要有三方面的进步:一是守门员策略的优化,在今年增加了可以扑球的守门员;二是在视觉识别中引入了更多深度学习的手段,性能得到了提升;三是得益于底层通信模块的优化,在动作生成中增加了更多反馈控制。
除了自身优化,ZJUDancer不断从对手身上学习,“东南大学队伍给我留下了很深的印象,近两年他们的机器人进步很大,他们的步态比我们更稳定,而且他们的电路硬件设计上更加模块化,是值得我们研究学习的。”ZJUDancer队长、控制科学与工程学院研究生靖鑫说。
受疫情影响,中国赛推迟半年,2020世界赛遗憾取消。本次中国赛为队伍新成员积累大赛经验,增强处理突发状况、临场调试能力提供了平台,同时也是世界赛的准备。ZJUDancer在重视底层系统搭建等基本功之上,针对机器人队伍短板进行优化提升,努力缩小与世界强队的差距,对明年年冲击世界冠军的目标充满了信心!
RoboCup国际赛的目标是2050年可以让机器人与人类世界杯冠军队伍进行足球比赛。随着人工智能和机器人技术的进步,这个目标已经越来越近了,在不久的将来,人机足球赛一定会吸引足够多的目光。
文 浙江大学人民号 陈曦/图由受访者提供
责编:浙大新闻办 柯溢能