丁香五月天婷婷久久婷婷色综合91|国产传媒自偷自拍|久久影院亚洲精品|国产欧美VA天堂国产美女自慰视屏|免费黄色av网站|婷婷丁香五月激情四射|日韩AV一区二区中文字幕在线观看|亚洲欧美日本性爱|日日噜噜噜夜夜噜噜噜|中文Av日韩一区二区

您正在使用IE低版瀏覽器,為了您的雷峰網(wǎng)賬號安全和更好的產(chǎn)品體驗,強烈建議使用更快更安全的瀏覽器
此為臨時鏈接,僅用于文章預覽,將在時失效
人工智能 正文
發(fā)私信給丁莉
發(fā)送

0

機器人“梅西”的養(yǎng)成:干活之前,得先學踢足球

本文作者: 丁莉   2025-07-15 15:18
導語:機器應該怎么學習同物理世界的交互?像人一樣,從玩開始。

人類馴服足球的歷史已經(jīng)有177年了,如果再算上蹴鞠、哈巴斯托姆這樣的早期形態(tài),還可以再往前追溯大約兩千多年。這項“世界第一運動”迄今已吸引了超過40億人投身。在此之后,人類還希望馴化機器人踢足球。

在過去差不多30年時間里,一代又一代機器人為了這個目標而接力。足球也因此會成為機器人體壇史上最悠久的一項運動。

但是為什么是足球,而不是馬拉松、格斗或者別的什么?

從技術棧來看,教會機器人踢足球究竟意味著什么?

畢竟,培養(yǎng)出一個“梅西”已是不易;而要在瞬息萬變的球場上撲球、射門,甚至和隊友打配合,對于今天走路尚且蹣跚的機器人而言,簡直無法想象。而花大價錢培養(yǎng)出來機器人“梅西”之后,它又能用來做什么?

從“玩”開始認識世界

機器人到底應該怎么去學習同物理世界交互的技能?

這些年,深庭紀創(chuàng)始人王弢一直在思考這個問題。

“我們得出的結論其實有一點反共識,就是像人一樣,從玩開始?!彼蚶追寰W(wǎng) AI科技評論解釋,人類小孩同世界最早期的接觸就是玩耍,而不是寫作業(yè)、打螺絲,或者其他功能性的事務。在玩的過程中,人類會逐漸理解空間物理規(guī)則以及人之間的互動法則。

而踢足球恰好滿足了王弢的期待——他本人也是足球迷——它集合了“玩耍”應當具備的各種元素,包括動態(tài)的物理環(huán)境、明確的目標、反饋、合作與對抗……

于是,在去年4月創(chuàng)業(yè)后,踢好球成為深庭紀機器狗的一個重要目標。

機器人“梅西”的養(yǎng)成:干活之前,得先學踢足球

也是出于差不多的目的,從1992年起,人類開始琢磨教機器人踢球這件事。

當年,加拿大不列顛哥倫比亞大學教授艾倫·馬克沃斯(Alan Mackworth)在一篇題為《On Seeing Robots》的文章里提出,通過足球賽為人工智能和機器人學科發(fā)展提供一個富有挑戰(zhàn)性的課題。

這件事在僅僅一年之后,就在日本落為現(xiàn)實。東京的研究人員們進行過可行性研究和成本效益分析后,最終于1993年6月發(fā)起了“Robot J-League”機器人足球比賽,這個名字源于日本職業(yè)足球聯(lián)賽J-League。

隨后,Robot J-League在多方呼吁下被擴展為一個國際性項目,并更名為“Robot World Cup Initiative”,也就是日后耳熟能詳?shù)腞oboCup。

但當時各方仍然在等待一個合適的節(jié)點,這個節(jié)點在1997年姍姍來遲——5月,IBM計算機“深藍”在同國際象棋世界冠軍加里·卡斯帕羅夫的對弈中大勝。于是,趁著“深藍”的熱度,8月,RoboCup首屆比賽在日本名古屋舉行。

同年,首屆FIRA世界杯也在在韓國大田科學技術研究院組織下舉辦。至此,機器人國際足球賽的兩大系列賽均宣告就位。

在人類的世界杯足球賽誕生47年之后,機器人踢足球的時代也開啟了。

彼時,機器人仍停留在“硬件定義”的年代,日本憑借機械制造高地的名號站在世界的聚光燈下,而中國還只是機器人足球夢里渺不可察的一粒砂。1999年,首屆RoboCup機器人世界杯中國賽舉辦,隸屬中國自動化學會;而直到2006年,其才發(fā)展為RoboCup國際聯(lián)合會認定的五大國際區(qū)域賽之一。

學界很快跟進,當時,清華大學算得上國內較早的機器人足球“青訓基地”。2001年,清華大學計算機系的風神隊首次參與RoboCup,即斬獲仿真組冠軍。

相比之下,教習硬件踢球的歷程則稍顯坎坷。

2003年,現(xiàn)任清華大學機器人控制實驗室主任的趙明國博士后出站,留教自動化系,期望能找到一個一個合適的活動,串聯(lián)起教學與研究。趙明國的研究方向正是機器人的步態(tài)控制。正巧Robocup開始增設了標準平臺組,一切都不謀而合。

次年,自動化系籌集了一筆經(jīng)費,買了兩批索尼機器狗,招兵買馬正式組建了火神隊——“火神是希臘神話里制造工具的神?!壁w明國告訴雷峰網(wǎng)(公眾號:雷峰網(wǎng))AI科技評論。

火神隊在2004年的國內比賽首秀中拿下了冠軍,這是個不錯的開門紅,但隨后的國際賽中,團隊卻屢屢受挫。2005年,火神隊艱難挺進了16強,卻無緣8強;2006年,他們再次愈挫。情況直到轉向人形之后才出現(xiàn)轉機。當然,這是后話。

自21世紀初至今的30余年里,趙明國一直扎在這個領域里。

他看中“踢球”這項任務背后的能力遷移?!啊钏{’擊敗卡斯帕羅夫,象棋的問題解決之后,我們一致認為,機器人的下一個課題會是足球。”他解釋,踢球是一項極為復合的技能,它們不僅得“知道”球在哪,還得踢得準,掌握各種腳法,并且隨機應變,背后的諸多能力可以向其他行業(yè)應用遷移。

機器人“梅西”的養(yǎng)成:干活之前,得先學踢足球

“像人”一樣踢球

對具身智能而言,“像人”是一項貫穿始末的追求。在踢球這件事上也不例外。

最初的RoboCup僅設置了小型組、中型組和仿真組三個組別;同年,首屆FIRA世界杯同樣也確立了小型輪式機器人的賽制。1999年,RoboCup開始增設“四腿組”,統(tǒng)一使用索尼的Aibo機器狗參賽。2002年,日本福岡舉行的RoboCup開始設立類人組(Humanoid League),“人形時代”的大幕正式拉開。

但“像人”不僅指下肢的數(shù)量,還包括如何“像人”一樣預判球的滾動,靈活跑位,追上球,盤球國人,最后將其精準射進對手門里。

2002年的首次類人組比賽一片紛亂——機器人獨立行走已是不易,遑論踢球。很多參賽機器人必須依靠外部供電,并借助遙控器移動。當年,定價15萬美元的富士通HOAP由于機載處理能力不足,所有視覺處理等工作都必須在PC上完成。

鑒于這些不足,技術委員會定下規(guī)則:遙控機器人進球計分僅為自主機器人進球的一半,以鼓勵探索提升機器人的自主性。

但機器人進化的速度顯然超出人們的預估,僅僅兩年后,所有機器人已經(jīng)可以完全自主行走。上述規(guī)則也隨之被從參賽手冊中移除。

2008年,趙明國開發(fā)了一個專用于人形機器人走路的“虛擬斜坡法”,使機器人的行走速度提升到了與奧林匹克競走運動員相當?shù)乃?。火神隊因此取得了當年RoboCup類人組TeenSize的亞軍——這也是中國在該組別的首枚獎牌。

在能夠跑向球之后,更難的問題在于教會機器人踢球。

由于機械結構的靈活性遠低于人體腳踝,再加上缺乏觸覺融合和力反饋,機器人們往往“腳法”粗糙,踢球部位隨機且無法控制施力的大小和角度。

“難點在于機器人沒辦法踢中移動中的球,球一直在滾動,而且這種滾動有一定的不確定性?!壁w明國表示,簡單來說,現(xiàn)在的機器人還沒有辦法疊加計算球滾動的軌跡以及自己奔跑的速度,它們只是看到球在哪里,于是跟到哪里,“如果機器人正好攔截到了一個球,那一定是盲跑時恰巧碰到的”。

目前,機器人射門通用的方法仍然是做“連線題”,即先跑到球附近,站在球與球門連線的延長線上。從人類的觀感上看,機器人常常在球附近猶豫,這是因為視覺上仍然有很多不穩(wěn)定的因素,機器人在不斷調整并對準球門。

為解決這一點,趙明國透露,他的團隊正在開發(fā)視覺-行為的端到端算法,能在噪聲下完成任務,使機器人無需反復調整即可快速踢球,預計會在今年8月的比賽中初用。

王弢也將市面上多數(shù)機器人踢球的過程形容為“球被腳捅著往前滾了一段”,而非機器人自主地控球,更不用說盤球、帶球過人等動作。

為了教會機器人這些動作,強化學習是通用的方法。

例如,深庭紀通過強化學習與視覺結合,不僅聚焦本體控制,也考慮到同物理世界交互,使機器人能將球牢牢控制在腳下。從網(wǎng)絡視頻來看,其機器狗有時會用一只前腳先將球往回撥調,另一只前腳踢球,類似盤球的腳法已經(jīng)被訓練了出來。

機器人“梅西”的養(yǎng)成:干活之前,得先學踢足球

但要讓機器人真正“像人”一樣踢球,僅盤球還遠遠不夠。

趙明國指出了短期內的三個方向:首先,機器人要學會更復合的步法。以火神隊的Omni-direction行走為例,能使機器人倒退、轉彎,甚至螃蟹步;

其次,人類能靈活選擇用足弓踢或者腳背踢,并把一切動作流暢銜接起來,機器人現(xiàn)階段仍是盲走盲踢,接下來要在視覺引導下對涉及到的任務做分類和切換;

最后,機器人仍然會摔倒,這很正常,但關鍵在于爬起的動作。趙明國希望,未來,它要能夠順勢倒、順勢起,而不是起身前先做上一套程式化的動作。

事實上,“更像人”也符合Robocup的終極目標。盡管成立最晚,但類人組的頒獎在整個儀式中是壓軸的一環(huán)。冠軍隊會拿到一支LV杯——正如足球世界杯的大力神杯——這支獎杯是流轉的,每年由上一年度冠軍帶回頒發(fā)給繼任者,但每屆冠軍隊都可以在上面刻下名字。而到目前為止,中國隊還沒能把名字留下。

學會“里應外合”

團體配合是足球同其他運動的根本不同,但機器人能像人類一樣里應外合嗎?

配合能力在賽制考核中不斷加重。Robocup起初只是玩點球,2005年,足球賽才開始成為KidSize組的正式項目;但體型較大的TeenSize還在點球,該項目在2007年發(fā)展為“運球射門”,2010年正式開始參與2v2球賽。

2008年,KidSize足球賽每隊機器人數(shù)量從2個增加到了3個,并于2014年繼續(xù)增至4個,場地面積也擴大了1倍多。

今年,一直作為RoboCup標準平臺的NAO的母公司Aldebaran宣布破產(chǎn),這也意味著,從今往后,比賽所使用的NAO將不再有公司供給、養(yǎng)護。再加上NAO的硬件愈發(fā)難以承載對AI的開發(fā),已使許多參賽隊抱怨連連。

機器人從硬件驅動走向軟件定義,RoboCup組委會也在尋找新的替代品。

有火神隊基因的加速進化開始走進他們的視野。趙明國給加速進化產(chǎn)品的定義就是NAO的替代品、Robocup的全新平臺。但他們需要demo一場比賽證明自己。

這就是6月底RoBoLeague機器人足球聯(lián)賽的由來。

機器人“梅西”的養(yǎng)成:干活之前,得先學踢足球

RoBoLeague呈現(xiàn)出兩點顯著變化:賽制由2V2改成了3V3;取消了跟在機器人后面的保護員handler。趙明國還透露,組委會仍在研討,今年國內Robocup比賽很可能會進一步升格為5v5,比賽場地也會換成標準人類5人制足球場。

球隊成員越來越多,人的介入越來越少,賽場情況越來越復雜,這也意味著,機器人的交互能力越來越重要。

這種交互能力,首先是同環(huán)境的交互,特別是最基礎的——怎么找到球?

挑戰(zhàn)一方面源于不斷擴大且日漸復雜的球場環(huán)境,因為球場開始刻意引入隨機障礙物,2010年額外照明也被移除,光線問題也增加了困難。足球被陰影覆蓋、被障礙物遮擋以及球場反光都可能導致丟球。RoBoLeague中,由于足球是白色的,為避免識別錯誤,“球員”被要求一律穿黑鞋。

足球快速滾動時,相機還會產(chǎn)生模糊,機器人也可能“看丟球”。對此,深庭紀調整了相機快門速度,但調整太多又會導致露光性變差,需要找到一個平衡。

另一方面源于對機器人感知能力的限制。機器人是否要采用純視覺方案?

圍繞這一點,Robocup技術委員會及參賽者進行了漫長的爭論。爭論的結果是:人形機器人應僅限于類人的傳感器,因此,足球賽應禁用全景視覺(即背面不設置攝像頭)和各種主動傳感器(如激光雷達、超聲波、紅外測距傳感器)。

呈現(xiàn)在賽場上,機器人往往頻繁左右扭頭搜尋,如果足球恰好不在其正面,它們便迷茫地站在球場上不知所措。

在王弢看來,如果面向泛化的戶外場景,過于依賴高精地圖或激光雷達不是可擴展的路徑;只要數(shù)據(jù)夠多,模型迭代跟得上,視覺就不是問題。為此,他們采集了泥土、草地等大量場景數(shù)據(jù)……以提升機器人對不同地形地貌的適應性。這位出身小鵬、有近十年自動駕駛經(jīng)驗的創(chuàng)業(yè)者,是純視覺方案的堅實擁躉。

其次,是機器人如何同環(huán)境中的人交互的能力,比如裁判、教練。

由于機器人進場后是“零遙控”,但其又無法直接“聽懂”裁判指令,因此,后者往往要經(jīng)由Game Controller裁判機轉換成機器語言、經(jīng)無線網(wǎng)絡傳輸給機器人。趙明國表示,未來,機器人還要能聽懂場外教練的指揮,通過一些特殊的聲音判別,明白教練哪句話是對它說的、哪句話是告訴隊友的。

最后,機器人之間也需要交互配合,這包括辨明敵我和隊內協(xié)作。

在RoBoLeague的第二場半決賽,多名機器人曾擠在一起搶球,最后全部跌倒。這樣的情況時有發(fā)生,比賽因此優(yōu)化了判罰機制——“正面對抗,球在中間”不構成違規(guī)。缺少配合是另一表象,多數(shù)進球靠“單帶射門”而非傳球配合。

趙明國解釋,實際上機器人還沒有辦法分辨敵我,它會把所有機器人統(tǒng)一判定為障礙物;做得較好的參賽隊算法上會有任務分配機制,比如離球近的機器人去踢球,另一只配合跑位,但其他隊伍幾只機器人用得是一套策略。

“等升級到5V5后,如果還不做角色分工,可能會有8個機器人圍著球扎堆、相互影響,場面會更難看。”他坦言,現(xiàn)在幾乎還沒有涉及群體決策的階段,想要互相配合,對球的控制力得先達到一定程度,現(xiàn)在顯然還不夠。

將這些全部綜合起來,感知全場人與物,就涉及一個更時髦的概念——空間智能。

機器人“梅西”的養(yǎng)成:干活之前,得先學踢足球

機器人球員怎么賺錢

在今天,機器人球賽越來越密集。除了RoboCup和FIRA世界杯兩大國際賽,更多譜系衍生出來。足球賽要承載的除了極客的科技狂想,還有商業(yè)熱望。機器人踢球要怎么變現(xiàn)?在堪稱具身智能量產(chǎn)元年的2025,這個問題變得更重要了。

或者換句話說,在上肢能力普遍被認為更重要的今天,足球所代表的跑、踢、搜索、預判場上的人與物的軌跡并與之交互的能力,遷移出來能夠什么?

深庭紀的機器狗給這種對踢球的想象力提供了一個具象的載體。

一只會踢球的狗,看起來并不是新鮮物種。2019年,麻省理工學院仿生機器人實驗室的機械狗mini-Cheetah就已經(jīng)具備了傳球能力;后來,加州大學伯克利分校又為它部署了一個強化學習框架,使它的守門成功率達到了比人類還高的87.5%(人類足球運動員的平均守門成功率僅為69%)。

王弢將深庭紀的工作稱之為“技術下山”,將實驗室的技術放到真實環(huán)境中去進化。機器狗會在端側算力下實時推理,應對不同光線條件、地形地貌、人類行為,從而更具備泛化能力,同時在產(chǎn)品工程化上也做了很多工作。

在他看來,技術演進一定需要在真實場景中得到真實世界的數(shù)據(jù)和用戶反饋,賽場說到底還是一個相對可控的有限場景,機器人要實現(xiàn)萬億級別市場,一定是通過真正走到C端來實現(xiàn)的,“那不如我們一開始就瞄準這個目標,先切入家庭”。

踢球也只是其諸多技能點之一。除此之外,機器狗還可以玩祝迷藏,自主識別并跟隨主人,建立“地理圍欄”并監(jiān)護未成年家庭成員是否走出安全區(qū)。

除了陪伴類產(chǎn)品,市場還有諸多答案:例如,需要實時感知全場、調整策略的巡檢機器人,正如球場上審時度勢、隨機應變的“球員”。

除了產(chǎn)品,足球賽本身會否成為一個創(chuàng)收的來源?

隨著機器人熱度居高不下,不少體育賽事本身也會反向“蹭熱度”,邀請機器人公司助陣、暖場。

人類愛看人踢足球,也愛看機器人踢球。

1997年的首屆Robocup吸引了來自11個國家的40支參賽隊伍,以及超過5000名觀眾;日前的RoBoLeague,截至比賽當晚九點半,全網(wǎng)累計114家平臺直播觀看量達到1.36億,比賽還進行了公開售票,票價為99元/人。

關于機器人體育賽事的商業(yè)前景,早在70年前就已有探討,由查德·麥瑟森發(fā)表的一部小說《鐵甲》就描繪過對機器人格斗的想象:2020年,人類拳擊已成往事,依靠映射功能,人機共融的機器人拳賽成為最流行的娛樂活動,在無數(shù)人頭攢動的地下拳場中上演。小說后來被改編為電影《鐵甲鋼拳》。

單從運動本身而言,足球的群眾基礎實際遠勝于格斗,特別是在中國。無論火了多年的貴州村超、佛山西甲,還是今年意外走紅的蘇超,都是足球賽。這種濃郁的草根屬性能夠強化冰冷機器所欠缺的情感承載力,也因此賦予了其商業(yè)價值。

“這次把RoBoLeague做成售票制,也是想測試一下觀眾對這件事的接受度,整體來看結果是正向的,直播轉播情況也都不錯?!壁w明國很看好這類“科技+體育”的產(chǎn)業(yè),他認為,機器人足球賽的發(fā)展走勢未來會同電競差不多。RoBoLeague的賽場也選擇了北京亦莊的智慧電競賽事中心舉行。

目前,全球大約40億人參與或關注足球。去年,國際足聯(lián)世界杯僅憑借其中的1億粉絲便實現(xiàn)了63.1億美元。機器人足球亦期望能在未來分一杯羹。

結語

時間回到1997年,Robocup最初的設想是,在2050年組建一支完全自主的仿人機器人足球隊,并在符合國際足聯(lián)官方規(guī)則的基礎上打敗人類足球世界杯冠軍。

如今時間剛好過去一半,留給機器人的時間還有25年。

2019年7月的Robocup期間,荷蘭埃因霍溫科技大學的機器人代表隊Tech United作為中型組足球比賽的冠軍隊伍,同人類球隊進行了一場友誼賽。5個身量不足1米的機器人同5名人類球員對壘,最終以1:4敗北。但在一次后場長傳中,機器人球隊曾突破了人類的防守,攻入了一球。

兩百年前,1830年,同樣是一場比賽中,“湯姆·拇指”號蒸汽機車也在一片嘩然中輸給一輛馬車;而今天,時速可達501公里的上海磁懸浮已是拍馬不及。

“戰(zhàn)勝人可能有點難,但“像人”一樣踢球肯定沒問題。技術每五年都可能會有一次大的進展,在2050年之前,我們還有四五次這樣的機會?!壁w明國說。

雷峰網(wǎng)原創(chuàng)文章,未經(jīng)授權禁止轉載。詳情見轉載須知

機器人“梅西”的養(yǎng)成:干活之前,得先學踢足球

分享:
相關文章
最新文章
請?zhí)顚懮暾埲速Y料
姓名
電話
郵箱
微信號
作品鏈接
個人簡介
為了您的賬戶安全,請驗證郵箱
您的郵箱還未驗證,完成可獲20積分喲!
請驗證您的郵箱
立即驗證
完善賬號信息
您的賬號已經(jīng)綁定,現(xiàn)在您可以設置密碼以方便用郵箱登錄
立即設置 以后再說