2017-11-19 19:07 36氪
【未来科技范儿】报道,足球是这个星球上最美丽的一项运动。
虽然这个世界可能不是百分百同意这个说法,但是人们爱上足球的理由真的有很多,热血、激情、残酷、好奇、充满了无限未知的可能……
因此研究机器人的科学家们早就盯上了这项运动,最早的机器人足球比赛从上个世纪90年代就开始了。不过由于这类比赛是仿真式的,因此赛场面积也不大(国际规定是1.5米×1.3米)。
尽管足球机器人队伍已经非常常见了,但是当荷兰埃因霍温理工大学的机器人专家说,他们搞出了一支能自行踢足球的机器人队伍时,你没办法不对它留下深刻的印象。
紧接着你就会有一连串的问题浮现在大脑中:机器人是怎么自主踢球的?它们又是如何组团踢球的?研究人员为什么要搞这样一个发明?在回答这些问题之前,我们先来看看这个机器人长什么样子。
埃因霍温理工大学的足球机器人 截图来自Wired(下同)
机器人的头顶有一个摄像头,与摄像头相对的是一块小抛物面镜,允许它环视四周(大概范围是6米)。而在机器人胸口的部位,研究人员安装了一台Kinect相机(Kinect是微软发布的一款体感周边外设),这台相机能够让机器人建立一个关于足球和其他障碍物的三维图像。以上两个部位捕获的识别和定位信息将通过机身安装的工业计算机结合在一起。
这款机器人在足球场上的移动主要依靠一种特殊设计的轮子,这种轮子能让它在任何方向上进行平稳移动。当有球过来或者需要主动接近球时,机器人可以利用底部的小端口把球抓住。
具体来说,机器人底部的端口内有一个可以上下移动的控制杆。当机器人向下移动控制杆时,它的“脚”会击中球的底部,向上把球踢出。而当它向上移动控制杆时,另一个用于传球的部件则允许机器人把球保留并找机会传给场上的其他同伴。
视频链接请戳Wired文章
这个控制杆虽然看起来很小,但是该设计允许机器人以每小时40公里的速度踢球。此外,机器人机身里安装有两个主动电机(Active motors),为其发挥自主踢球技能提供动力。
因为足球是一项特别强调团队协作的运动,那么这个机器人在场上是如何跟队友沟通的呢?
答案是先分工。就像人类足球运动员那样,研究人员给每个机器人球员也设定了角色,比如攻击型和防御型,但这种角色并不固定,机器人可以视场上情况自动进行调整。举个例子,
假如其中一个球员原本的设定是防守,但它可能从对手机器人那里偷到了球,之后它可以自动转换成进攻的人去射门。
有了各自预先要承担的角色之后,足球机器人在场上需要及时与队友进行交流以把握进攻时机。在这个问题上,它们靠主机连接Wi-F来传递信息。
“不管有没有明确的进攻想法,场上的机器人会通过WIFI交流。” 这支足球足球机器人队伍的负责人Kuijpers说:如果其中一个有了组织一次进球的想法,那么它很可能会接到来自队友的球,然后剩下的人也开始移动到各自最佳的位置上去做准备,进而实施攻击计划。”
这是一个非常具有挑战性的案例,因为你无法预测足球场上会出现什么情况。根据Wired记者在足球比赛现场的描述,埃因霍温理工大学的机器人表现很出色,尤其是彼此之间的协作。Kuijpers和他的研究人员目前正在寻找让这支机器人队伍赢得RoboCup比赛的办法。
除此之外,研究人员也想通过该项目探索一个问题,即如何让机器人学会在混乱中进行交流与合作,因为它事关下一代智能协作机器人的未来。
就目前而言,机器人大多是独处的“物种”,被固定在制造等行业的有限空间中。但随着机器人变得越来越复杂,并且慢慢离开工厂,它们互相协作的场合将变得越来越多,强大的感应能力和不间断的沟通能力的重要性就凸显出来了。
而踢足球能够大大延伸机器人的能力极限,因为这项运动要求它们能够进行“模式识别”、“自主定位”、“快速行走”和“智能决策”。对机器人的能力升级来说,足球无疑是一种非常好的选择。