10 月份的世界機(jī)器人大會(huì)，其實(shí)可以分為三個(gè)部分：學(xué)術(shù)會(huì)議、企業(yè)展覽、機(jī)器人比賽。這其中最具人氣的，自然是機(jī)器人比賽了。比賽共有 6 種類型，其中的 RoboCup SPL 仿人機(jī)器人足球比賽( NAO )為國(guó)際機(jī)器人領(lǐng)域的專業(yè)賽事，極具趣味性，持續(xù) 4 天的正式比賽幾乎每場(chǎng)觀眾都“爆滿”。

機(jī)器人常常摔倒，那笨拙可愛(ài)的樣子會(huì)引發(fā)一陣大笑，但是當(dāng)它自己又“咔咔咔”幾下，像變形金剛一樣站起來(lái)時(shí)，又會(huì)引發(fā)更大的一波贊嘆聲浪。

最后取得勝利的是美國(guó) UT Austin （德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校）隊(duì)，亞軍是澳大利亞 UNSW（新南威爾士大學(xué)）隊(duì)，季軍是同濟(jì)大學(xué)隊(duì)。

（冠軍 UT Austin 隊(duì) )

交流賽，但水平很強(qiáng)

此次大會(huì)是屬于交流賽，英文名稱為“Pre-RoboCup Asia-Pacific Competition”，所以并非Robocup 每年一度的全球選拔賽。

參賽隊(duì)伍本來(lái)有 8 支，中途有 2 支隊(duì)伍退賽了。所以最后參加的隊(duì)伍有澳大利亞 UNSW（新南威爾士大學(xué)）、美國(guó) UT Austin （德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校）、同濟(jì)大學(xué)、大連理工、華中科技大學(xué)和魯東大學(xué)。

（參賽隊(duì)伍合影留戀）

雖然隊(duì)伍不多，但作為交流賽來(lái)說(shuō)，算是比較高的水平了，因?yàn)檠?qǐng)來(lái)了世界級(jí)的冠亞軍隊(duì)伍：澳大利亞 UNSW 隊(duì)是 2015、2014 年世界冠軍；美國(guó) UT Austin 隊(duì)是 2016 年的世界亞軍。

對(duì)于國(guó)內(nèi)的團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，與國(guó)際頂級(jí)高手正面對(duì)戰(zhàn)，無(wú)論從哪個(gè)方面來(lái)說(shuō)，都是非常好的切磋學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。

“球員”犯規(guī)要被罰下場(chǎng)

RoboCup SPL 的全稱是 “RoboCup Standard Platform League”，參賽隊(duì)伍使用統(tǒng)一的機(jī)器人硬件平臺(tái)（這次是軟銀公司的 NAO 機(jī)器人），進(jìn)行純軟件技術(shù)的比拼。比賽在一個(gè)縮小的足球場(chǎng)上進(jìn)行，兩隊(duì)機(jī)器人按照人類足球賽類似的規(guī)則，自主地(非人工遙控)進(jìn)行足球比賽，進(jìn)球就算得分。

主要比賽規(guī)則如下：

• 　　每隊(duì)進(jìn)場(chǎng)參賽機(jī)器人不得超過(guò) 5 個(gè)，其中至多 1 個(gè)機(jī)器人可設(shè)置為守門員。

• 　　場(chǎng)地鋪設(shè)綠色地毯，球門為白色，使用指定的比賽用球（此次分紅球、黑白球兩種）。

• 　　比賽分上下半場(chǎng)，每個(gè)半場(chǎng)各10分鐘。

球的顏色會(huì)影響比賽的難度，由于球門和邊線都是白色的，那么黑白球的識(shí)別難度就會(huì)大很多。

機(jī)器球員也存在“犯規(guī)”的情況，其實(shí)當(dāng)時(shí)的比賽經(jīng)常有球員被罰下場(chǎng)“面壁思過(guò)”，懲罰時(shí)間為 45 秒，而這樣的懲罰其實(shí)對(duì)得分影響頗大。雷鋒網(wǎng)所觀看的決賽中，兩個(gè)球員正在爭(zhēng)奪一個(gè)球時(shí)，其中一個(gè)由于“推搡”對(duì)手而被罰下場(chǎng)，中場(chǎng)一下子就空了，對(duì)方立馬輕松進(jìn)了一球。而這樣的情況連續(xù)發(fā)生了好幾次。

一般一支隊(duì)伍里，至多同時(shí) 2 個(gè)機(jī)器人被罰下場(chǎng)，但如果再碰上 1 個(gè)故障，那場(chǎng)上就只剩 2 名球員了，2：5 的對(duì)壘，勝算可想而知。

發(fā)生“推搡”的情況，通常是因?yàn)楸苷瞎δ軟](méi)有做好?！氨苷掀鋵?shí)不難，難在怎么讓機(jī)器人自己判斷應(yīng)不應(yīng)該避障。”同濟(jì)大學(xué)參賽隊(duì)伍 TJArk （同濟(jì)方舟）隊(duì)長(zhǎng)曾志穎告訴雷鋒網(wǎng)，“避障可以用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法來(lái)做，但是比較麻煩......一般都是讓它滿足一定條件就去避障?！?/p>

中外團(tuán)隊(duì)的差距在哪里？

關(guān)于 RoboCup SPL 中涉及的技術(shù)，曾志穎表示主要有 4 個(gè)部分：模式識(shí)別、自主定位、機(jī)器人行走和智能決策。機(jī)器人首先要識(shí)別出球、球門、邊界線等，然后根據(jù)圖像、里程等信息對(duì)這些目標(biāo)物進(jìn)行定位，再快速平穩(wěn)地行走，同時(shí)多個(gè)機(jī)器人要相互配合，規(guī)劃路徑選擇行動(dòng)策略。

同濟(jì)大學(xué) TJArk 隊(duì)參加 RoboCup SPL 有 10 年歷史，是中國(guó)頂尖團(tuán)隊(duì)，最好的成績(jī)是 2016 年的世界八強(qiáng)。同濟(jì)是以實(shí)驗(yàn)室的形式維護(hù)著 RoboCup 的傳統(tǒng)，由陳啟軍教授指導(dǎo)，12 名隊(duì)員幾乎都是同一個(gè)課題組的。

此次 TJArk 團(tuán)隊(duì)，由 6 名研究生和 6 名本科生組成。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)學(xué)生會(huì)待 2 年時(shí)間，“大四待一年，熟悉比賽，升研一之后作為主力”，曾志穎說(shuō)道。

而雷鋒網(wǎng)所了解的另外兩支中國(guó)隊(duì)伍，就沒(méi)有同濟(jì)這么多隊(duì)員和系統(tǒng)化的組織結(jié)構(gòu)。但同濟(jì)還在羨慕著國(guó)外團(tuán)隊(duì)，因?yàn)閷?duì)方甚至有教授幫著寫代碼。

這次澳大利亞 UNSW 隊(duì)來(lái)了兩名隊(duì)員：Jeremy Collette 和 Kenji Brameld，前者大四，后者才大一。

（Jeremy Collette 和 Kenji Brameld）

Collette 告訴雷鋒網(wǎng)：

“幾年前，我們的機(jī)器人行走使用了強(qiáng)化學(xué)習(xí)（Reinforcement Learning），這是由我們的一個(gè)教授所構(gòu)建。他使用了仿真模擬（Simulation），然后把學(xué)會(huì)了行走能力的仿真系統(tǒng)放到真正的機(jī)器人上。所以我們的行走能力是最強(qiáng)的。但這個(gè)系統(tǒng)的代碼已經(jīng)開(kāi)源了，這次美國(guó)隊(duì)使用的就是我們的行走系統(tǒng)?！?/p>

Brameld 補(bǔ)充道：

“我們正在開(kāi)發(fā)一些機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，會(huì)在黑白球項(xiàng)目上用到。這個(gè)系統(tǒng)目前還沒(méi)有放到機(jī)器人上面，但是已經(jīng)在測(cè)試了?！?/p>

Collette 和 Brameld 稱，UNSW 的 Robocup 隊(duì)伍每年大概有 5-10 個(gè)人，但是今年他們覺(jué)得需要更多人，所以今年大概總共有 27 個(gè)人，其中大部分是大一新生，另有一些碩士生和博士生。前輩們帶著大一新生學(xué)習(xí)，把他們培養(yǎng)成日后的團(tuán)隊(duì)主力。

美國(guó)隊(duì)把機(jī)器人借給澳大利亞隊(duì)

最終進(jìn)入決賽爭(zhēng)奪冠亞軍的，是美國(guó) UT Austin 隊(duì)和澳大利亞 UNSW 隊(duì)。本來(lái) UNSW 勝算很大，但是決賽中系統(tǒng)幾乎“崩潰”了。Collette 和 Brameld 從澳大利亞只帶來(lái)了 2 個(gè)機(jī)器人，另外從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)借了 3 個(gè)機(jī)器人。不幸的是，他們自己帶的一個(gè)機(jī)器人在決賽開(kāi)場(chǎng)前 5 分鐘硬件壞了，而且 WiFi 連接還出了問(wèn)題，雪上加霜。

“所以基本情況是這樣的：1 個(gè)動(dòng)不了、2-3 個(gè)的 WiFi 有問(wèn)題......其實(shí)兩個(gè)隊(duì)都進(jìn)了 5 個(gè)球，但我們把 2 個(gè)球踢進(jìn)自己的門，所以最后的比分是 7：3?！?/p>

 說(shuō)到這兒兩位自己都笑了。

"不過(guò)這讓我們意識(shí)到很多問(wèn)題。其中一個(gè)就是，就算是 WiFi 有問(wèn)題，也應(yīng)該有方法在離線的情況下識(shí)別出球門，比如依據(jù)守門員球衣的顏色。 我們習(xí)慣于根據(jù)自己實(shí)驗(yàn)室里的環(huán)境來(lái)設(shè)計(jì)機(jī)器人，但這次讓我們意識(shí)到比賽現(xiàn)場(chǎng)有很多突發(fā)狀況需要考慮?！?/p>

另外，他們還提到美國(guó)隊(duì)使用了一種很特別的 “Walking Kick”的方法，機(jī)器人能一邊走一邊踢球，所以速度很快，給他們很大啟發(fā)。

雖然有點(diǎn)可惜，沒(méi)有拿第一，但 Collette 和 Brameld 心情還不錯(cuò)。當(dāng)時(shí) UNSW 的機(jī)器人壞掉時(shí)，“美國(guó)隊(duì)很快就借給我們一個(gè)機(jī)器人，非常 Nice“ ，Collette 說(shuō)道。另外跟中國(guó)團(tuán)隊(duì)的交流，他們覺(jué)得很有意思。有一次，Brameld 跟一個(gè)中國(guó)隊(duì)員聊天，語(yǔ)言交流有點(diǎn)困難。但是聊到了霍夫變換（Hough Transform）算法，發(fā)現(xiàn)兩人都用了這個(gè)算法，就聊起來(lái)了?！斑@很酷，兩個(gè)完全不同文化不同國(guó)家的人有這么一個(gè)共同的東西，進(jìn)行討論，這很令人興奮”，Collette 說(shuō)道。

雖然“友誼第一，比賽第二”這種說(shuō)法已經(jīng)很老套了，但真的發(fā)生了，還是很令人高興。

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