到底應(yīng)該給足球機器人起個什么樣的名字?我們可能無法達(dá)成一致,不過有一點可能是大家都認(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。無論從個體角度還是從團(tuán)隊角度看,足球都像惹人喜愛的芭蕾,雖然與芭蕾相比踢的動作更多,經(jīng)常會絆倒,有時還耍流氓。
RoboCup 開發(fā)了一個機器人,這個機器人擅長踢球,給我們留下深刻的印象。RoboCup 機器人看起來很像Daleks,它是英國廣播公司科幻電視節(jié)目中的機器人,只是RoboCup機器人球技更精湛。機器人可以單獨行動,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)隊方式踢球,機器人專家根據(jù)它們的行為開發(fā)協(xié)作機器,讓機器發(fā)揮更大潛力,也就是說整體協(xié)作比個體加起更厲害。如果人類想創(chuàng)造一個機器人社會,這種技術(shù)很重要,否則機器人就會陷入混亂。
機器人是如何工作的?稍微解釋一下。每一個機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。在機器人前胸還有一個Kinect攝像頭,它指向前方。運行過程中,機器人會給足球繪制3D圖像,還會繪制障礙物圖像,包括敵對機器人圖像。
因為機器人裝有特殊輪子,所以能滾動。機器人可以朝任意方向滾動,就像人類球員一樣。如果機器人接近機器人,前部端口(由輪子組成)會抓住足球。
奎珀斯(Wouter Kuijpers)是埃因霍芬理工大學(xué)的機器人專家,還是Tech United足球機器人團(tuán)隊的主管,他說:“如果要讓機器人以給定速度朝著給定方向移動,必須知道輪子的速度,確保足球滾過場地,如同沒有機器人一樣。”
機器人能夠運球,踢球。端口內(nèi)部裝有杠桿,可以向上、向下移動,改變機器腳高度,確保機器腳與球的表面對齊。例如,當(dāng)機器腳踢向球的底部,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,給機器人分配一個角色,例如攻擊球員、防守球員。如果機器人是防守機器人,它可以一邊踢球一邊變換角色,從敵對機器人手中奪取足球。拿到球之后機器人又會變成攻擊機器人,繼續(xù)進(jìn)攻。
踢球之時機器人會用Wi-Fi與隊友溝通,影響隊友的決策??晁拐f:“沒有拿球的機器人會彼此交流,看看它們是不是有清晰的目標(biāo)。如果某一個機器人有清晰的目標(biāo),控球機器人可能會將球傳給它,因為控球機器人沒有清晰目標(biāo)。”為了接到傳球,隊友機器人可能會跑到最佳位置接球,而其它機器人保持距離。
事實證明,這種協(xié)作機器很好,機器人不必操心隊友??晁拐f:“處理起來很有難度,機器人必須協(xié)作,而環(huán)境中的某一個機器人可能會阻擋你的團(tuán)隊。”
奎珀斯和他的同事不斷學(xué)習(xí),尋找最佳贏球策略。例如,機器人必須保持距離,不能扎堆。研究人員還要訓(xùn)練機器人,即使機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,但是足球會不斷拓展物理機器人的極限。機器人持續(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)隊方式調(diào)節(jié),避開更多的機器人。
聽起來是不是有點蠢?未來,我們可能想創(chuàng)造一個機器人世界,到處都是機器人,現(xiàn)在機器人用足球?qū)W習(xí)經(jīng)驗,積累的知識未來也許用得上。就現(xiàn)階段而言,機器人基本都是靜止的,比如組裝線上的機器人一般都是不動的。未來,機器人可能會更加先進(jìn),離開工廠時就能協(xié)作,能夠避開其它機器人。如何做到?我們必須為機器人安裝強大的傳感器,讓它們保持溝通,而這種能力正是足球比賽所需要的。