编者按:本文编译自Wired原题为“CAN SOCCER-PLAYING ROBOTS KICK IT? YES THEY CAN!”的文章。

到底应该给足球机器人起个什么样的名字?我们可能无法达成一致,不过有一点可能是大家都认同的:不论是英式足球还是美式足球,都是一种极美的游戏。无论从个体角度还是从团队角度看,足球都像惹人喜爱的芭蕾,虽然与芭蕾相比踢的动作更多,经常会绊倒,有时还耍流氓。

RoboCup 开发了一个机器人,这个机器人擅长踢球,给我们留下深刻的印象。RoboCup 机器人看起来很像Daleks,它是英国广播公司科幻电视节目中的机器人,只是RoboCup机器人球技更精湛。机器人可以单独行动,能感知周边世界,知道怎样抢球、怎样踢球。它们也可以协同合作,以团队方式踢球,机器人专家根据它们的行为开发协作机器,让机器发挥更大潜力,也就是说整体协作比个体加起更厉害。如果人类想创造一个机器人社会,这种技术很重要,否则机器人就会陷入混乱。

机器人是如何工作的?稍微解释一下。每一个机器人都在头部装有摄像头,摄像头朝上指向 抛物面反射镜,正是抛物面反射镜让机器人可以观察20英尺以内的区域,向任意方向观察。在机器人前胸还有一个Kinect摄像头,它指向前方。运行过程中,机器人会给足球绘制3D图像,还会绘制障碍物图像,包括敌对机器人图像。

因为机器人装有特殊轮子,所以能滚动。机器人可以朝任意方向滚动,就像人类球员一样。如果机器人接近机器人,前部端口(由轮子组成)会抓住足球。

奎珀斯(Wouter Kuijpers)是埃因霍芬理工大学的机器人专家,还是Tech United足球机器人团队的主管,他说:“如果要让机器人以给定速度朝着给定方向移动,必须知道轮子的速度,确保足球滚过场地,如同没有机器人一样。”

机器人能够运球,踢球。端口内部装有杠杆,可以向上、向下移动,改变机器脚高度,确保机器脚与球的表面对齐。例如,当机器脚踢向球的底部,就能开出高吊球。如果踢向比较高的位置,就会踢出射地球,众所周知,射地球有利于传球。

单从行为看,程序员可以编程,给机器人分配一个角色,例如攻击球员、防守球员。如果机器人是防守机器人,它可以一边踢球一边变换角色,从敌对机器人手中夺取足球。拿到球之后机器人又会变成攻击机器人,继续进攻。 

踢球之时机器人会用Wi-Fi与队友沟通,影响队友的决策。奎珀斯说:“没有拿球的机器人会彼此交流,看看它们是不是有清晰的目标。如果某一个机器人有清晰的目标,控球机器人可能会将球传给它,因为控球机器人没有清晰目标。”为了接到传球,队友机器人可能会跑到最佳位置接球,而其它机器人保持距离。

事实证明,这种协作机器很好,机器人不必操心队友。奎珀斯说:“处理起来很有难度,机器人必须协作,而环境中的某一个机器人可能会阻挡你的团队。”

奎珀斯和他的同事不断学习,寻找最佳赢球策略。例如,机器人必须保持距离,不能扎堆。研究人员还要训练机器人,即使机器人球员陷入混乱状态,也能沟通协作。研究人员还要编写代码,代码必须出色,但是足球会不断拓展物理机器人的极限。机器人持续感知环境,处理信息,一方面要调节自己的躯体,另一方面还要以团队方式调节,避开更多的机器人。

听起来是不是有点蠢?未来,我们可能想创造一个机器人世界,到处都是机器人,现在机器人用足球学习经验,积累的知识未来也许用得上。就现阶段而言,机器人基本都是静止的,比如组装线上的机器人一般都是不动的。未来,机器人可能会更加先进,离开工厂时就能协作,能够避开其它机器人。如何做到?我们必须为机器人安装强大的传感器,让它们保持沟通,而这种能力正是足球比赛所需要的。

某一天,机器人会不会取代人类球员?应该不会。足球很美,人踢可能更好看。

原文链接:https://www.wired.com/story/can-soccer-playing-robots-kick-it-yes-they-can/

编译组出品。编辑:郝鹏程

不管机器人踢足球多强,我也只愿意看人类的世界杯

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