到底應(yīng)該給足球機(jī)器人起個(gè)什么樣的名字?我們可能無法達(dá)成一致,不過有一點(diǎn)可能是大家都認(rèn)同的:不論是英式足球還是美式足球,都是一種極美的游戲。無論從個(gè)體角度還是從團(tuán)隊(duì)角度看,足球都像惹人喜愛的芭蕾,雖然與芭蕾相比踢的動(dòng)作更多,經(jīng)常會(huì)絆倒,有時(shí)還耍流氓。
RoboCup 開發(fā)了一個(gè)機(jī)器人,這個(gè)機(jī)器人擅長(zhǎng)踢球,給我們留下深刻的印象。RoboCup 機(jī)器人看起來很像Daleks,它是英國廣播公司科幻電視節(jié)目中的機(jī)器人,只是RoboCup機(jī)器人球技更精湛。機(jī)器人可以單獨(dú)行動(dòng),能感知周邊世界,知道怎樣搶球、怎樣踢球。它們也可以協(xié)同合作,以團(tuán)隊(duì)方式踢球,機(jī)器人專家根據(jù)它們的行為開發(fā)協(xié)作機(jī)器,讓機(jī)器發(fā)揮更大潛力,也就是說整體協(xié)作比個(gè)體加起更厲害。如果人類想創(chuàng)造一個(gè)機(jī)器人社會(huì),這種技術(shù)很重要,否則機(jī)器人就會(huì)陷入混亂。
機(jī)器人是如何工作的?稍微解釋一下。每一個(gè)機(jī)器人都在頭部裝有攝像頭,攝像頭朝上指向 拋物面反射鏡,正是拋物面反射鏡讓機(jī)器人可以觀察20英尺以內(nèi)的區(qū)域,向任意方向觀察。在機(jī)器人前胸還有一個(gè)Kinect攝像頭,它指向前方。運(yùn)行過程中,機(jī)器人會(huì)給足球繪制3D圖像,還會(huì)繪制障礙物圖像,包括敵對(duì)機(jī)器人圖像。
因?yàn)闄C(jī)器人裝有特殊輪子,所以能滾動(dòng)。機(jī)器人可以朝任意方向滾動(dòng),就像人類球員一樣。如果機(jī)器人接近機(jī)器人,前部端口(由輪子組成)會(huì)抓住足球。
奎珀斯(Wouter Kuijpers)是埃因霍芬理工大學(xué)的機(jī)器人專家,還是Tech United足球機(jī)器人團(tuán)隊(duì)的主管,他說:“如果要讓機(jī)器人以給定速度朝著給定方向移動(dòng),必須知道輪子的速度,確保足球滾過場(chǎng)地,如同沒有機(jī)器人一樣。”
機(jī)器人能夠運(yùn)球,踢球。端口內(nèi)部裝有杠桿,可以向上、向下移動(dòng),改變機(jī)器腳高度,確保機(jī)器腳與球的表面對(duì)齊。例如,當(dāng)機(jī)器腳踢向球的底部,就能開出高吊球。如果踢向比較高的位置,就會(huì)踢出射地球,眾所周知,射地球有利于傳球。
單從行為看,程序員可以編程,給機(jī)器人分配一個(gè)角色,例如攻擊球員、防守球員。如果機(jī)器人是防守機(jī)器人,它可以一邊踢球一邊變換角色,從敵對(duì)機(jī)器人手中奪取足球。拿到球之后機(jī)器人又會(huì)變成攻擊機(jī)器人,繼續(xù)進(jìn)攻。
踢球之時(shí)機(jī)器人會(huì)用Wi-Fi與隊(duì)友溝通,影響隊(duì)友的決策。奎珀斯說:“沒有拿球的機(jī)器人會(huì)彼此交流,看看它們是不是有清晰的目標(biāo)。如果某一個(gè)機(jī)器人有清晰的目標(biāo),控球機(jī)器人可能會(huì)將球傳給它,因?yàn)榭厍驒C(jī)器人沒有清晰目標(biāo)。”為了接到傳球,隊(duì)友機(jī)器人可能會(huì)跑到最佳位置接球,而其它機(jī)器人保持距離。
事實(shí)證明,這種協(xié)作機(jī)器很好,機(jī)器人不必操心隊(duì)友??晁拐f:“處理起來很有難度,機(jī)器人必須協(xié)作,而環(huán)境中的某一個(gè)機(jī)器人可能會(huì)阻擋你的團(tuán)隊(duì)。”
奎珀斯和他的同事不斷學(xué)習(xí),尋找最佳贏球策略。例如,機(jī)器人必須保持距離,不能扎堆。研究人員還要訓(xùn)練機(jī)器人,即使機(jī)器人球員陷入混亂狀態(tài),也能溝通協(xié)作。研究人員還要編寫代碼,代碼必須出色,但是足球會(huì)不斷拓展物理機(jī)器人的極限。機(jī)器人持續(xù)感知環(huán)境,處理信息,一方面要調(diào)節(jié)自己的軀體,另一方面還要以團(tuán)隊(duì)方式調(diào)節(jié),避開更多的機(jī)器人。
聽起來是不是有點(diǎn)蠢?未來,我們可能想創(chuàng)造一個(gè)機(jī)器人世界,到處都是機(jī)器人,現(xiàn)在機(jī)器人用足球?qū)W習(xí)經(jīng)驗(yàn),積累的知識(shí)未來也許用得上。就現(xiàn)階段而言,機(jī)器人基本都是靜止的,比如組裝線上的機(jī)器人一般都是不動(dòng)的。未來,機(jī)器人可能會(huì)更加先進(jìn),離開工廠時(shí)就能協(xié)作,能夠避開其它機(jī)器人。如何做到?我們必須為機(jī)器人安裝強(qiáng)大的傳感器,讓它們保持溝通,而這種能力正是足球比賽所需要的。