这是“电子龙”队前场比赛的照片,机器人选手们体型虽小,但技术却不俗。
8月25日晚,河海大学机电学院廖华丽教授和丈夫周俊相拥而泣,激动不已。10年前,他们共同创建了河海大学半自主机器人“e龙”队。当天,在英国布里斯托举行的2012年FIRA机器人足球世界杯“5对5”和“11对11”比赛中,该队以精彩表现夺得冠军,成为本次比赛的双料冠军。
【业绩】
连赢两场成为双冠王
机器人足球世界杯每年在全球举行,今年赛事由英国布里斯托大学等机构主办,于8月22日开赛,来自英国、加拿大、墨西哥、印度、韩国、马来西亚、中国等多个国家和地区的27支队伍参加了5个大项和20多个小项比赛,这些比赛包括各类机器人足球比赛,以及篮球、举重、马拉松等机器人比赛,每支队伍可参加多项比赛。
河海大学代表队在半自主机器人足球赛“5对5”和“11对11”项目中分别夺得冠军,成为本次比赛的双冠军。
虽然没有随队参赛,但廖华丽一直在关注比赛进展,比赛期间队员们还通过短信给她“直播”。 “决赛可以用一个词来形容:‘惨烈’。我们的对手马来西亚队,最大的特点就是机器人加速快。‘5对5’的比赛中,双方水平相差不大,开局我们4比0领先,随后对手连进3球,但最终我们重新掌握主动权,以6比3获胜。”
决赛中,双方的较量火药味十足。决赛一开始,“电子龙”队的五台机器人就打出了稳扎稳打的策略,连续四次将充当“足球”的高尔夫球打入对方球门。但对方很快就拿出了王牌,在机器人踢出球门球时,突然加速冲到球门前将球踢进,连进3球,将比分追至3:4。
就在“e龙”队终于再进一球时,来自韩国的裁判却示意这个进球不算数。原来,“e龙”队求胜心切,在进攻过程中将对方守门员和球推入球门。根据比赛规则,这个进球被判无效。不过,“e龙”队并未受到影响,又连续进了两球,最终以6:3的比分夺得冠军。
【启示】
机器人踢足球需要策略
这些英雄机器人究竟长什么样?又如何制定战略、进攻和防御?
“e龙”设计人员之一廖华丽介绍说:“与全自主机器人比赛机器人用两条腿慢慢行走不同,这个项目的机器人用两个轮子搬运一个小方箱,速度可以达到每秒2到3米,有时激烈的碰撞就会对机器人造成损坏。半自主机器人比赛是本届世界杯速度最快、竞争最激烈的机器人比赛。”
廖华丽介绍,“e-”共有四个子系统,视觉子系统利用悬挂在球场上方的摄像头,捕捉球场两侧的情况;决策系统根据图像计算函数和路径;控制系统根据得出的结论,通过无线通信系统发出信号,帮助机器人进行判断。
场上的机器人主要负责行动,它们的“大脑”是一台通过无线通信连接的中央计算机,这台计算机上的程序会计算场上的情况,然后向前锋、后卫和守门员位置上的机器人发出命令。这个过程是人类无法干预的,选手只能根据比赛情况按下开关或者叫暂停,暂停期间可以对机器人进行维修或者调整策略。
“机器人自带控制面板,决策、视觉系统在电脑上。如果球来了,系统会根据球的位置、球门、对方球员等情况,判断哪个机器人处于最佳接球或射门位置。”廖华丽说,机器人拿到球后,一般会根据场地布局,找一个比较空旷的地方传球或射门。如果是抢断对方的球,就要考虑设计路线,从哪个方向拦截,注意配合。
比赛中,机器人经常会遇到碰撞,尤其是在“5对5”比赛场地,场地只有1.8米宽、2.2米长。为了不牺牲效率,机器人的“身躯”也很讲究。“一般每个机器人重600克,长宽高不超过7.5厘米。太轻了经不起碰撞,太重了跑不快,所以设计的时候要找到一个平衡点。”
即便是机器人踢足球,更多的还是策略战术。“对进攻强的球队,我们会安排两名后卫。对进攻弱的球队,我们会以进攻为主,在后面安排一名后卫。但即便是同样的两名后卫,也会有不一样的策略,有的是直接冲锋,射门的方式也各有不同。”
【在后面】
“艺龙”团队成立10周年
廖华丽介绍,今年是“艺龙”团队成立10周年,而这一年“艺龙”也恰逢经历5代系统的更新。
今年参赛的4名学生均为“90后”,其中,1991年出生的吴炜是河海大学热能动力专业学生,今年下半年将升入大四;另外3名队友分别来自机械工程及自动化专业,还有2名来自计算机信息学院自动化专业。
“这些学生太辛苦了,除了上课、睡觉,就得一直呆在实验室里,没有周末,也没有长假,大一的时候,就只有春节这7-10天的假期。”廖华丽说。