對我們而言,世界杯冠軍是一個聽起來還頗為遙遠的夢想。但就在幾天前,來自浙江大學的一支隊伍“ZJUlict”在荷蘭的綠茵場上英姿颯爽,漂亮地拿下一場世界級足球比賽的冠軍。也許你難以想象,奪冠的只是6個不足3000克的小型機器人。
今天,記者在浙江大學見到了這支載譽而歸的隊伍,隊員們興奮地回憶起難忘而緊張的荷蘭之行,還為我們講解了“冠軍級”機器人的渾身奧秘。
“機器人世界杯”的全稱是2013機器人世界杯足球賽,始于1996年,每年一次的賽事,匯集了全世界高校的精英級機器人。浙大控制科學與工程學系教授、比賽帶隊老師熊蓉告訴記者,浙大從2003年開始參賽,此前拿到過仿真救援組的冠軍。而這一次,6個小小機器人面臨的對手更為強勁。“有從1997年就參賽、獲得過四次冠軍的卡內基梅隆大學(CMU)隊,以及日本冠軍隊。”
那就迎難而上!為了讓機器人以更好的狀態迎戰,來自硬件組和軟件組的7位同學用一年的時間對老一輩機器人進行了細致的轉型升級。“機器人雖然很小,但內部的細節都經過了精心設計。”浙大控制科學與工程學系大三學生、硬件組成員李川打開機器人的外殼,記者看到了一個“機關密布”的微小世界。
三塊綠色的電路板,從上而下分別是母板、驅動板和升壓板,它們共同組成了機器人的主干。功能上它們各司其職,成為奪冠關鍵。“母板用于接收信號,并第一時間對復雜的信號進行解讀和處理,傳送給下方的驅動板。”李川告訴記者,驅動板控制著機器人的“腿”四個萬向輪,并實時指揮著機器人的前行或是后退。
機器人在賽場上的自如運動,這四個輪子功不可沒。“他們不等同于普通拉桿箱上的萬向輪。”浙大控制科學與工程學系大三學生、硬件組成員方立解釋,細細一看,四個輪子上還分別安裝了16個小輪子,“大輪子、小輪子之間天衣無縫的配合,最終實現機器人各角度、各方位的運動。”
三塊電路板中,還有一塊升壓板“低調”地安裝在最下方,但它的功能非常酷負責驅動堪稱機器人核心的兩塊電磁鐵。“機器人的射門、傳球靠的并不是那四個輪子,而是更強勁有力的電磁鐵。”方立說,機器人的“嘴”用連桿功能,“吸住”足球,一旦找準時機,電磁鐵將瞬間充電踢出有力的一腳。“這不同于過去用蠻力踢球,電磁鐵的踢法會更有技巧。”
在這場充滿著機智的比賽中,隊員們只能坐在場下當觀眾,任何人為的操作和控制都被明令禁止。在采訪現場,記者發現了一臺隨同隊員們從荷蘭歸來的戴爾臺式機。這臺被稱作策略機的電腦,凝結了4名軟件組成員的全部心血,更是這次“無人化”比賽的最大功臣。
“比賽中會出現各種各樣的狀況,有的我們能設想到,有的完全出乎意料。”浙大電氣工程專業研一學生、軟件組成員王群說,隊員們把預先設定好的各種策略編入電腦,再利用人工智能的技術,讓這臺電腦成為一個特殊的“賽事分析家”,憑借自身對足球賽事的強大智商,對綠茵場上的機器人發號施令。
在比賽現場,一切情況將通過兩臺攝錄機實時傳輸到策略機,策略機會自動做出反應,分析情況并將處理方式的信號第一時間通過發射機發射,機器人體內接受信號的母板一得到“命令”,接下去的一切都將按部就班地發生。
在浙江大學,除了這6個“小不點”外,還有不少有著特殊功能的機器人。有能打乒乓球的仿人機器人“悟”和“空”,還有家庭服務型機器人、救災型機器人和工業機器人等等。那么,為什么要讓機器人挑戰足球賽?“足球是一項動態運動,它要求機器人在比賽中不斷變化,去感知去適應。現實中的機器人要提升移動水平,可以先在這些足球機器人身上進行探索和試驗。”熊蓉說。