在這場“世界盃”上 中國隊用機器人奪得冠軍

浙江大學近日在2018機器人世界盃小型組決賽上戰勝“老牌勁旅”美國卡內基梅隆大學，奪得冠軍。

這是浙江大學代表中國隊第三次奪冠，剛剛凱旋歸國的浙江大學團隊帶著“出征”的機器人向記者描述了賽場上的精彩瞬間。

與“老牌勁旅”兩度相遇終獲勝

小型足球機器人外形近似圓柱體，直徑為18釐米，高度為15釐米，體態輕盈，它們的“足球”是一個橙色的高爾夫球。

浙江大學機器人團隊“主教練”、浙大控制科學與工程學院熊蓉教授介紹，小型足球機器人底部有四個全向輪，可以實現各個方向的靈活移動，在高速運動中還可進行控球和挑射。

“比賽一旦開始，任何人為操作都被禁止，機器人只能夠根據預先設定的策略和軟體分析賽事，靠自己做出判斷和決策。”熊蓉説，這對機器人的速度、穩定性、協作性都提出了很高要求。

今年的機器人世界盃決賽地點位於加拿大蒙特利爾，吸引了來自世界頂尖高校的學生參加。浙江大學在小組賽中以一平三勝的戰績順利出線，進入雙敗制淘汰賽後，遭遇老對手美國卡內基梅隆大學。在比賽中，浙大機器人由於定位球程式出現問題，以1：2告負進入敗者組。

“淘汰賽中，我們發現自己總是被卡耐基梅隆隊壓著打，對方在控球方面有明顯優勢。”浙大團隊隊長、浙大控制科學與工程學院研一學生黃哲遠回憶説，“其實我們的硬體條件並不輸給對方，我們就在賽後抓緊分析改進。”

通過修正問題、優化程式，浙大團隊在敗者組接連擊敗伊朗隊、德國隊，最終闖入決賽。決賽場上，浙江大學再次遇上美國卡耐基梅隆大學，誰料一場酣戰後，浙大隊以4：0斬獲冠軍。

“面對強隊能夠打出這樣的分差，在賽場上非常少見。”熊蓉説。

“吸球”絕招成制勝關鍵

浙大曾在2013年和2014年都拿到了機器人世界盃小型組冠軍，之後的三年卻連續落敗。熊蓉説，2015年，團隊只拿到了季軍，他們開始反思自己的技術缺陷。

“我們認為要加強高速動態中的智慧性。以前我們定位球打得很好，但這幾年大家技術都發展起來後，我們的優勢就逐漸消失。”熊蓉帶領團隊從2016年開始重新搭建小型足球機器人的體系架構並設計演算法，使機器人得以更輕易地適應複雜規則的變化。為了更加穩定地控球，團隊還用3D列印、紅外識別等技術設計了一個“吸球”硬體。

這些都成為本次機器人世界盃賽場上浙大團隊的制勝絕招。記者在決賽視頻中看到，浙大足球機器人在球門前接到“隊友”傳球後，用吸球硬體牢牢地將球控在自己“腳下”，利用後向以及橫向帶球技術，尋找空擋轉身“射門”，動作流暢、一氣呵成。

“機器人可以自動計算進攻傳球線路，並根據賽場上的不足進行自動調整。增強吸球動作後，機器人在球場上有更多控球權，結果出乎意料的好。”浙大團隊成員、浙江大學機械學院大三學生陳澤希説，此前足球機器人幾乎只能夠推球前進，如此穩定的“控球技巧”還是首次出現在賽場上。

熊蓉説，能夠再次奪回機器人世界盃小型組冠軍，意味著浙大小型足球機器人在軟體硬體實力上都有較大提升，實現了很好的融合。

機器人踢世界盃：不只是比賽

機器人世界盃是機器人領域最高水準的國際性賽事，1997年首次舉辦。它以機器人足球作為中心研究課題，通過舉辦機器人足球比賽，旨在促進人工智慧、機器人技術以及相關學科的發展。

熊蓉説，機器人世界盃每一年的比賽規則都有一定變化，比如今年場地面積擴大一倍，機器人數量從6個增長為8個，更加接近於人類比賽隊伍數量，對角球距離、平射速度以及場地衝撞等都有了的硬體限制。

與本屆俄羅斯世界盃新加入的視頻助理裁判技術有著異曲同工之妙的是，2018機器人世界盃足球賽小型組中也引入自動裁判，對程式進行直接判定。熊蓉介紹，這些變化的目的是為了驗證機器人協作能力，引領技術發展方向。

在這些規則下，機器人不僅速度快，還能夠精確避障，因為一旦發生碰撞就得“吃黃牌”。在賽場上，機器人能“多人協作”進行斷球、傳球，甚至還能夠做出假動作迷惑對手。

這些“球場技術”背後，體現的都是機器人的基礎性技術研究，其中，部分成果已經在現實生活中得到了應用。目前，浙大團隊就已經基於相關技術，製造出了擁有優秀導航路徑規劃和軌跡規劃能力的輪式服務機器人和搬運機器人。