足球运动是一种大家非常喜爱的运动。让机器人去踢足球 ,听起来像天方夜谭似的。机器人怎么去踢足球? 更何况
现在的足球机器人比赛有两个系列:即ROBOCUP 和FIRA 。每年都要进行一次比赛。中国最早参加了FIRA比赛,东北大学代表队和哈工大代表队都取得了好成绩。另外中国还参加了ROBOCUP系列的比赛。在2001年的ROBOCUP比赛中,清华大学代表队获得了世界冠军。另外,中国人工智能学会在2001年成立了机器人足球专业委员会。机器人足球参加了科技申奥主题活动,还将参加2002年的世界杯足球赛。以上活动说明机器人足球在中国获得良好的发展。 机器人足球赛的主要类型分为半自主型(MIROSOT)、全自主型(ROBOSOT)、类人型(HUROSOT)、仿真型(SIMUROSOT)四种类型。 FIRA机器人足球比赛最早由韩国高等技术研究院(Korea Advanced Institute of Science and Technology,KAIST)
1997年6月,第二届微机器人足球比赛(MiroSot97)在KAIST举行期间,国际机器人足球联盟(Federation of International Robot-soccer Association,FIRA)宣告成立。此后FIRA在全球范围内每年举行一次机器人世界杯比赛(FIRA Cup),同时举办学术会议(FIRA Congress),供参赛者交流他们在机器人足球研究方面的经验和技术。 机器人足球系统的研究涉及非常广泛的领域,包括机械电子学、机器人学、传感器信息融合、智能控制、通讯、计算机视觉、计算机图形学、人工智能等等,吸引了世界各国的广大科学研究人员和工程技术人员的积极参与。更有意义的是,机器人足球比赛的组织者始终奉行研究与教育相结合的根本宗旨。比赛与学术研究的巧妙结合更激发了青年学生的强烈兴趣,通过比赛培养了青年学生严谨的科学研究态度和良好的技能。 从1996年在韩国大田的KAIST举办第一届MiroSot比赛至今,FIRA已经举行了七届世界杯比赛,足迹遍布亚洲、欧洲、美洲和大洋洲,成为各类国际机器人竞赛中最具水平和影响力的赛事之一。除了一年一度的世界杯比赛以外,每年还有许多地区性的FIRA机器人足球比赛。蓬勃发展的机器人足球比赛对机器人足球的研究起到了巨大的推动作用。FIRA机器人足球比赛的种类也由最开始的MiroSot不断增加,目前已经包括MiroSot、RoboSot、HuroSot、SimuroSot等多个类别。有的类别根据双方参赛队员数目不同还可以分为小型组、中型组和大型组等等。
理论研究的成果使得机器人足球比赛的水平不断提高。在1996年的第一届MiroSot比赛中,大多数参赛队使用的视觉系统的采集/处理速度仅为10帧/秒,机器人速度也不过50cm/s。仅过两年,来自韩国的Keys队,凭借他们高达每秒60次的视频采集/处理速度和机器人2m/s的运动速度,在法国巴黎举行的FIRA'98世界锦标赛中一举夺魁,其足球机器人的表现让人惊叹不已。这些进步得益于电子和计算机技术的发展带来了硬件性能的飞速提高。另一方面,有关足球机器人动作和策略的研究也成绩显著。早先的比赛当中,机器人之间缺乏合理的分工协作,很容易挤作一团。现在这种现象已不存在,随着策略研究的不断成熟,比赛的精彩程度也在不断增加。 机器人足球的研究赢得了学术界的广泛认同,一些有影响的学术刊物例如The Journal on Robotics and Autonomous System,The International Journal of Intelligent Automation and Soft Computing等都出版过机器人足球专辑,一些重要的国际学术会议也都进行过这方面的专题讨论。 FIRA举办的历届世界杯机器人足球赛情况: 数次 大会名称 大会日期 大会地点
1 MiroSot'96Korea 1996.11 Dacjeon 2 MiroSot'97Korea 1997.6 Dacjeon 3 1998 FIRA Cup France 1998.6 Paris 4 1999 FIRA Cup Brazil 1999.8 Campinas 5 2000 FIRA Cup Australia 2000.9 Rockhampion 6 2001 FIRA Cup China 2001.8 Beijing 7 2002 FIRA Cup Korea 2002.5 Busan,Dargu 8 2003 FIRA Cup Austria 2003.9 Vienna 9 2004 FIRA Cup Korea 2004.10 Busan
不用说,最终目标的实现,如果不是几个世纪的话,至少也需要几十年的努力。根据现在的技术水平,是不可能在短期内完成这个目标的。然而,这个目标可以很容易的创立一系列相应的子目标。对任何雄心勃勃的计划来说,这种途径是较普遍的。在美国太空计划中,完成载人轨道飞行的Mercury计划和Gemini计划就是阿波罗计划的前导。RoboCup第一个要完成的子目标是“创建真实的和软件的机器人足球队,在修改过的规则下很好的踢球”。即使完成这个目标都会毫无疑问的产生能影响很大范围工业的技术。 RoboCup发展简史 在人工智能与机器人学的历史上,1997年将作为一个转折点被记住。在1997年5月,IBM的深蓝击败了人类国际象棋世界冠军,人工智能界四十年的挑战终于取得了成功。在1997年7月4日,NASA的“探路者”在火星成功登陆,第一个自治机器人系统Sojourner释放在火星的表面上。与此同时,RoboCup也朝开发能够战胜人类世界杯冠军队的机器人足球队走出了第一步。 ▲历史发端 机器人足球的最初想法由加拿大不列颠哥伦比亚大学的艾伦·马克沃斯(Alan Mackworth)教授于1992年提出。日本学者迅速对这一想法进行了系统的调研和可行性分析。1993年6月,包括浅田埝(Minoru Asada)、Yasuo Kuniyoshi和北野宏明(Hiroaki Kitano)在内的一些研究工作者决定创办一项机器人比赛,暂时命名为RoboCup J联赛(J联赛是刚创办的日本足球职业联赛的名字)。然而在一个月之内,他们就接到了绝大部分是日本以外的研究工作者的反应,要求比赛扩展成一个国际性的联合项目。由此,他们就将这个项目改名为机器人足球世界杯赛(Robot world cup soccer games,简称RoboCup)。 与此同时,一些研究人员开始将机器人足球作为研究课题。隶属于日本政府的电子技术实验室(ETL)的松原仁(Itsuki Noda)以机器人足球为背景展开多主体系统的研究,并已经开始开发一个专用的足球比赛模拟器。这个模拟器后来成了RoboCup的正式足球比赛仿真平台。日本大阪大学的浅田埝教授、美国卡内基-梅隆大学的Veloso教授(RoboCup联盟现任主席)和她的学生Peter Stone等也开展了同类工作。没有这些先驱者的参与,RoboCup就不可能产生。由此,机器人足球迅速成长为国际人工智能和机器人学研究的一个重要主题和方向。
1995年8月,在加拿大蒙特利尔召开的国际人工智能会议(IJCAI-95)上发表了公告,将在名古屋与IJCAI-97联合举办首届机器人世界杯足球赛及会议。同时,为了发现与组织大型RoboCup比赛有关的潜在问题,决定先举办Pre-RoboCup-96。作出这个决定是为了留出两年的准备和开发时间,这样研究小组就可以开始开发机器人和仿真的球队,同时也能有时间筹集研究经费。 1996年11月4日到8日,在大阪的国际智能机器人与系统会议(IROS-96)上举行了Pre-RoboCup-96。有8支球队参加了仿真组比赛,并展示了参加中型组比赛的真正的机器人。虽然规模不大,但这是第一次将足球赛用于促进研究与教育的比赛。 1997年,第一次正式的RoboCup比赛和会议获得了巨大的成功。比赛仅设了机器人组和仿真组两个组别,来自美国、欧洲、澳大利亚、日本等40多支球队参加,5000多名观众观看了比赛。从此,RoboCup作为机器人学和人工智能研究领域的最重要的活动之一蓬勃发展起来。 |
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