“機器人足球隊”的靈魂和核心

陳曼姣

“中國足球隊在巴西勇奪世界杯桂冠，成功衛(wèi)冕！”是的，這不是小說中的情節(jié)，而是真實事件。2014年暑假，由32支足球強隊共同演繹的世界杯盛宴剛剛結束，另一個世界杯——“2014年機器人世界杯”（Robot World Cup，簡稱RoboCup）又在巴西掀起了一場科技熱潮。來自40多個國家和地區(qū)的2500多名參賽“選手”被分為小型組、中型組、標準平臺組、青年仿人機器人組、成人仿人機器人組等相，互“切磋”。中國浙江大學隊繼2013年在荷蘭首次奪冠后，又一次奪得了小型組冠軍。

世界冠軍長啥樣

“哇！今天終于有緣一見叱咤世界足壇的明星球員啦！”

“別擠別擠，讓我先和他們合個影！”

在浙江大學玉泉校區(qū)的9號教學樓623實驗室里，擠滿了人，這里正在展出載譽歸來的“機器人世界杯”冠軍隊。

“我們的冠軍隊由6名正式隊員和12名替補隊員組成，他們身高約15厘米，體重約3千克，你看——”送走了又一撥參觀者，“機器人足球隊”的靈魂與核心——隊長趙越拿起機器人為我講解起來。原來機器人的腿腳是4個全向輪，可以360°無障礙跑動，跑動速度最高可達5米/秒，難怪在比賽中隊員們都把機器人叫“車”。為了避免在激烈的拼搶中受傷，“車”外包裹著金屬保護殼，才有了機器人的模樣。機器人體內(nèi)裝著功率強大的發(fā)動機，保證機器人成為跑不死的“小強”。還有可以吸附足球的裝置——威力強大的“電磁炮”和精密調(diào)節(jié)“大炮”的裝置——用來控制傳球或射門的力量和角度。

也許你會奇怪，機器人的大腦和眼睛到哪里去了呢？它們在賽場之外。賽場內(nèi)所有信息，由全景攝像機實時采集并反饋給策略主機，主機運算、決策，生成對每個機器人的控制指令，通過無線技術下達數(shù)據(jù)包命令。機器人接收命令并采取相應行動——或攔截，或支援，或傳球，或跑位……從攝像機采集信息到機器人做出反應，整個過程僅16毫秒。整場比賽，都是在計算機和6名機器人的協(xié)作下自主進行的。比賽一開始，所有的人都只有“干瞪眼”的份，除了裁判可以碰球外，任何人不得干預比賽。

奪冠精彩大回放

和世界杯一樣，以美國卡內(nèi)基梅隆大學隊為代表的西方球隊，占據(jù)了球賽的天時地利。該隊曾4次奪冠，2013年和浙江大學隊在決賽中先打成平手，最終在點球決勝中以一球抱憾。“今年在決賽中還是遇到了他們，在決賽前一天，我們才知道比賽場地臨時有了變動，和我們的預設參數(shù)有一些區(qū)別?？▋?nèi)基梅隆大學隊的隊長，正是比賽技術委員會的領導者，有權決定賽場上的各個參數(shù)?！边@意味著浙江大學隊只有一個晚上重新準備的時間，隊員們憋著氣，經(jīng)過一個通宵的苦干，完成了60多種戰(zhàn)術策略的修改。

卡內(nèi)基梅隆大學隊以“球員”傳接球精準、“守門員”靈活、硬件水平高而著稱，然而決賽場上，面對來自中國的浙江大學隊，這些招數(shù)似乎不那么好使了。上半場雙方爭搶射門不斷，均未進球。下半場一開始，浙江大學隊調(diào)整了戰(zhàn)術，收到奇效，開場1分鐘就進了1球（只有在半場休息或暫停時間里，隊員可對策略主機進行程序微調(diào)）。

“比賽快結束的時候還發(fā)生了特別靈異的事情，至今我都沒搞明白是怎么回事?！壁w越提起5號和6號“球員”，特別自豪。原來和真正的世界杯一樣，“機器人世界杯”的執(zhí)法標準也十分嚴格，一旦機器人將對方撞倒，就被視為惡意犯規(guī)而被“紅牌”罰下場?！拔覀兊那騿T較重，一般都是把對手撞倒。不知道為什么我隊的5號球員突然瘋了似的主動撞擊對手，當時我們都捏了一把汗?！笨蓻]想到，摔倒的居然是5號，這次完全不合科學原理的“假摔”，直接使得一個對手被罰下。接下來的1分鐘里，6號球員突然“梅西附體”，連續(xù)突破對方5名隊員的防守，射門得分，鎖定勝局！最終浙江大學隊以2∶0擊敗對手，成功衛(wèi)冕。從小組賽到?jīng)Q賽，浙江大學隊打了7場，6勝1平，只失1球，是當之無愧的“無敵王者”！

興趣是最好的老師

“很多對機器人有興趣的同學問我，是不是要具備很專業(yè)的知識和技能，才能加入我們的團隊？我告訴他們，興趣是最好的老師?！?/p>

趙越和機器人結緣，完全出于偶然?！拔冶究谱x的是浙江大學醫(yī)學實驗班，大二時學校有一個機器人比賽，一個老鄉(xiāng)把我拖進了他的團隊，幾個月后他走了，我留了下來，還陰差陽錯地成為隊長?！闭f起為什么被機器人吸引，這個大男孩靦腆地笑笑，說：“就是覺得機器人很酷??！后來慢慢地體會到研制過程的樂趣，發(fā)現(xiàn)有一樣事物能按照自己預設的架構來進行活動，很有成就感?！?/p>

為了更好地研究機器人，趙越曾做出過一個驚人的決定。2011年，就讀浙江大學醫(yī)學班碩士研究生二年級的趙越選擇了退學，通過自學復習，考上了浙江大學控制科學與工程學系的碩士研究生。趙越說：“其實當時我沒有想太多，就是感覺自己學醫(yī)很痛苦，而在研究機器人的過程中，無論是技術上的探索還是理論上的強化，都讓我很享受，也很有成就感。我喜歡挑戰(zhàn)和競技。”

事實上，浙江大學機器人團隊的成員來自不同的專業(yè)，比如這次出征巴西的8位同學，分別來自控制科學與工程學系、機械工程學院、電氣工程學院和計算機科學與技術學院。除了要學習各自的專業(yè)課，他們還要學習程序設計、機械等其他學科知識，觀看各種球賽。

“有人問我有沒有后悔過當初的選擇，我的回答是沒有。如果沒有經(jīng)歷這些年的學習，我或許一輩子都不會知道自己不適合做一名醫(yī)生。當然，如果我不參加機器人比賽的話，也不會知道自己的興趣點到底在哪里。總之，只有經(jīng)歷過，才知道適不適合自己?！壁w越淡定地說，“無論什么事只要你想做，肯定能做好。”

2015年上半年，趙越就要從浙江大學控制系畢業(yè)了。在這個“機器人革命”浪潮席卷全球的大時代，鉆研機器人多年的他選擇了自主創(chuàng)業(yè)?！笆紫?，在學校建成一個全開放的機器人實驗室，大家不僅可以跟我們團隊的機器人進行實戰(zhàn)，也可以在我們的網(wǎng)上平臺模擬對戰(zhàn)。我們將開放一些源代碼，讓感興趣的人都能參與修改工作。接著，我們打算把機器人運用到更多領域，爭取實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。另外，我們也在考慮把這些年的大賽經(jīng)驗做成課件和教具，變成中小學生的機器人入門教程或信息課堂的授課內(nèi)容。”

也許在不久的將來，我們就能夠在中學校園里，看見趙越和他的伙伴們，以及那些可愛的“世界杯冠軍”。