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机器人足球赛:绿茵场人工智能大战

2003-07-11 来源:光明日报 本报记者 张蕾 我有话说


编者按1997年,当一台名为“深蓝的计算机战胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫时,举世为之震惊:机器战胜了人类?确切地说,“深蓝的成功标志着人类在人工智能研究领域取得了重大进步,但这仅仅是在静态条件下强大的科技运算能力的结果。同一年,科学家们又将目光瞄准了世界第一运动赛事——足球,开始了新一轮更复杂、也更激动人心的自我挑战。

体育与高科技的完美结合

机器人足球赛,顾名思义,就是以机器人作为队员,在明确的比赛规则和目标下控制机器人进行足球比赛。由于集科研、教育和娱乐于一体,机器人足球赛自创办以来就吸引了各国科技工作者和青少年的积极参与,并引起社会各界的广泛关注。

与常规足球赛相比,机器人足球赛最显著的特点并非规则上的差异,而是在比赛过程中所体现出的体育与高科技的完美结合。

在硬件设备上,足球机器人系统包括机器人小车、摄像装置、计算机主机和无线发射装置,它们分别起着踢球者、视觉、决策和无线通讯的作用。机器人小车可以按主机发出的命令完成预定的运动轨迹。摄像装置是机器人的“眼睛,它通过悬挂在球场上空的摄像头摄取图像,并将图像数字化后送入主机内存进行理解。根据视觉系统给出的数据,装在主机中的决策系统可以分配本方队员的攻守任务并决定它们的运动轨迹。而无线通讯系统则通过与机器人小车建立无线通讯联系,遥控场上球员的运动。

如火如荼的发展势头

机器人足球赛以其独特的魅力,成为各类国际机器人竞赛中最具水平和影响力的赛事之一,包括美国卡耐基-梅隆大学、日本东京大学和中国清华大学等在内的世界名校都积极组队参加。目前,在该方面有影响的国际赛事有两个:机器人足球世界杯赛(RoboCup)和国际机器人足球联合会赛(FIRA)。

国内在机器人足球的研究上也不甘落后。早在1997年,东北大学就率先成立了FIRA机器人足球队,开始研究自主机器人。1998年,中国科技大学组建了国内第一支RoboCup足球队。现在,许多理工科院校都拥有自己的机器人足球队。其中,清华大学、北京理工大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学等高校代表队都已跻身世界强队,并在各项目的比赛中为祖国争得了荣誉。值得一提的是,清华大学风神队在所参加的两次世界杯和三次全国竞赛中,均获得仿真组冠军。所有这些充分表现出我国机器人足球强劲的发展势头。

2001年,中国自动化学会机器人竞赛工作委员会成立,开始统一组织包括RoboCup和FIRA两个项目的机器人足球比赛,希望以此进一步推动国内竞赛的展开。据中国自动化学会机器人竞赛工作委员会主席、清华大学计算机系的孙增圻教授介绍,由清华大学、北京大学和北方交通大学联合承办的“2003年中国机器人大赛及研讨会将于8月21日至24日在北京举行。届时,除了设有RoboCup和FIRA的各个项目外,大赛还专门为青少年朋友设计了舞蹈机器人、全自主赛车、机器人游北京等5个项目,现已有来自全国53所高校的71支队伍报名参加126个项目的角逐,相信本届比赛将是一次规模空前、影响力巨大的高水平盛会。

50年后战胜人类世界冠军队

当“深蓝战胜世界象棋冠军时,有人便期望着绿茵场上的一场人机大战。而机器人足球世界杯的参与者们也提出这样一个目标:到2050年,建立一支全自主的类人型机器人足球队,战胜当时的人类冠军队!

“由于机器人足球是在动态不确定环境下对人工智能的考验,是培养信息、自动化领域科技人才的重要手段,同时也是促进科技成果实用化和产业化的有效途径,所以这种以体育竞赛为载体的高科技对抗能够反映出一个国家信息与自动化技术的综合实力,孙增圻教授对该运动在科研、教育和产业化方面的意义给予了高度评价。他同时强调,“目前的机器人足球只是完成了象征性的攻防、射门和得分,要实现2050年的人机大战,必须使机器人具备人的体态、体感、体能、技能、智能及感知能力。在此,需要创新的内容非常多,所涉及的研究领域也非常广,不仅要求在某些领域取得巨大突破,还要求在各学科间进行交叉与集成。图为类人组机器人在比赛中。

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