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10 月世界机器人大会:RoboCup SPL 仿人机器人足球比赛精彩回顾

10月份的世界机器人大会其实可以分为学术会议、企业展览、机器人大赛三个部分,其中最受瞩目的当然是机器人大赛,比赛项目有6个,其中SPL人形机器人足球赛(NAO)是国际机器人领域的专业赛事,非常精彩,几乎每场持续4天的正式比赛都“爆满”。

机器人经常会摔倒,笨拙可爱的外表会引发一阵笑声,但当它“咔嚓”几声,像变形金刚一样站起来时,又会引发更大波澜的赞叹。

WRC 2016|这次RoboCup机器人足球比赛,中外团队差距在哪儿?

最终冠军为来自美国的UT(德克萨斯大学奥斯汀分校)代表队,亚军为来自澳大利亚的新南威尔士大学UNSW(大学)代表队,季军为同济大学代表队。

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(冠军UT队)

交流比赛,但水平很强

该大会为交流赛,英文名称为“Pre-Asia-”,并非每年一度的全球选拔赛。

比赛原定有8支队伍参赛,但比赛中期有2支队伍退出,最终确定参赛队伍为澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)、美国德克萨斯大学奥斯汀分校(UT)、同济大学、大连理工大学、华中科技大学、鲁东大学。

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(参赛队伍合影)

虽然参赛队伍不多,但对于一项交流赛来说水平还是比较高的,因为邀请的都是世界级的冠亚军队伍:来自澳大利亚的UNSW队是2015年和2014年的世界冠军,来自美国的UT队是2016年的世界亚军。

对于国内球队来说,与国际顶尖球员的对决,是各方面非常好的学习和交流的机会。

犯规的“球员”将被罚下场

SPL全称是“软件平台大赛”,参赛队伍采用统一的机器人硬件平台(这次是软银的NAO机器人),进行纯软件技术的比拼。比赛在缩小版的足球场上进行,两队机器人按照类似人类足球比赛的规则自主(不遥控)踢球,得分以进球计算。

主要比赛规则如下:

球的颜色会影响比赛的难度。由于球门和边线都是白色的,因此黑球和白球的辨别会更加困难。

机器人选手也犯规,实际上经常有选手被罚下场面壁45秒,这样的处罚其实对比分影响很大。雷锋网观看的那场决赛,两名选手争抢一个球,其中一人因“推搡”对手而被罚下场,中场突然空无一人,对手轻松进球,这样的情况连续发生好几次。

一般一支队伍,最多会同时罚下2个机器人,但一旦再次出现故障,场上就只剩下2名队员了,2:5的对决,胜算可想而知。

而“推搡”的情况,一般都是因为避障功能没做好。“避障不难,难的是如何让机器人判断是否应该避障。”同济大学参赛队TJArk(同济方舟)队长曾志英告诉雷锋网,“避障可以用机器学习的方法来做,但比较麻烦……一般要求在满足一定条件的情况下,才能避障。”

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中国队和国外队差距到底有多大?

对于SPL涉及的技术,曾志英介绍说,主要有模式识别、自主定位、机器人行走和智能决策四个部分。机器人首先要识别球、球门、边界线等,然后根据图像、里程等信息定位这些目标,然后快速平稳地行走。同时,多个机器人要相互配合,规划路径、选择行动策略。

同济大学TJArk团队已连续10年参加SPL,是国内顶尖团队,最好成绩是2016年进入世界前八。同济大学保持实验室形式参赛传统,由陈启军教授指导,12名队员几乎全部来自同一课题组。

TJArk战队由6名研究生和6名本科生组成,一般一个学生会呆2年,“大四的时候呆一年熟悉比赛,读研一年级后就成为主力”,曾志英说。

雷锋网了解到的另外两支中国队伍,队员数量和组织架构都没有同济大学那么系统,但同济大学还是很羡慕外国队伍,因为他们连教授都帮忙写代码。

此次,澳大利亚新南威尔士大学队派出了两名队员:和Kenji,前者是一名大四学生,后者只是一名新生。

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(与 Kenji 合作)

告诉雷锋网:

“几年前,我们的机器人就用强化学习()来走路。这是我们的一个教授做的,他用的是仿真(),然后把学会走路能力的仿真系统放到真正的机器人身上。所以我们的走路能力是最强的。不过这个系统的代码已经开源了,这次美国队用的是我们的走路系统。”

添加:

“我们正在开发一些机器学习技术,将用于黑白球项目。这个系统还没有装到机器人上,但正在进行测试。”

他表示,新南威尔士大学队每年大概有5-10人,但今年他们觉得需要更多人,所以今年总共有27人左右,大部分是新生,也有一些硕士、博士生,学长们带着新生学习,培养他们未来成为队伍的主力。

美国队把机器人借给了澳大利亚队

进入决赛的是美国UT队和澳大利亚UNSW队。UNSW本来很有希望夺冠,但决赛时系统险些“崩溃”,他们只带了两台澳大利亚的机器人,三台从中国科技大学借来的。可惜的是,决赛前5分钟,他们自己的一台机器人硬件坏了,WiFi也出现问题,雪上加霜。

“所以基本情况是这样的:1名球员无法移动,2-3名球员遇到了WiFi问题……实际上两队都进了5个球,但是我们踢进了2个球,所以最终比分是7:3。”

说到这儿JRS直播,两人都笑了起来。

“但这让我们意识到了很多问题,其中之一就是,即使WiFi出现问题,也应该有办法离线识别进球,比如根据守门员球衣的颜色。我们习惯根据自己实验室的环境来设计机器人,但这让我们意识到,比赛场上有很多意想不到的情况需要考虑。”

另外他们还提到,美国队采用了一种非常特殊的“Kick”方法,机器人可以边走边踢球,因此速度非常快,这给了他们很大的启发。

虽然没有拿到第一名有些可惜,但大家的心情都很好。当UNSW的机器人坏了的时候,“美国队很快借给我们一个机器人,非常nice”,他说。此外,他们觉得和中国队的交流非常有趣。有一次和中国队员聊天时,语言沟通有点困难,但聊到霍夫变换算法时,发现我们俩都用这个算法,于是就开始聊了起来。“这很酷,两个来自完全不同文化和国家的人,有这么一个共同的事情可以讨论,非常令人兴奋”,他说。

虽然“友谊第一,比赛第二”这句话已经成为了陈词滥调,但是这件事真的发生了,还是让人很高兴。

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