北京信息科技大学:机器人足球夺冠背后 替国足去巴西 | 北晚新

编辑:小豹子/2018-11-14 18:11

  2013年7月18日讯,北京,一个月前,以全主力出战的中国国家男子足球队在安徽合肥以前所未有的1比5败给青年军组成的泰国队,引发全国球迷对于国足的声讨。半个月后,另一支低调的国字号“足球队”,在万里之外的荷兰埃因霍温,通过加时以3比2击败东道主,最终问鼎“世界杯”。它就是代表中国出战的北京信息科技大学的“water”机器人足球队。一边是惨败,一边是昂首夺冠。虽然机器人足球世界杯无论从竞技者的角度还是从竞技内容来说,都没法与真正的足球比赛相提并论,但在以足球命名的世界大赛的舞台上,这毕竟是中国人少有的冠军殊荣,让我们把目光对准北京信息科技大学这支由五台机器人组成的球队。或许,我们能从中找到一些帮助中国男足重新站起来的宝贵经验。 惊险夺冠路:3天14场恶战 电池耗尽终夺冠 6月24日,荷兰埃因霍温。周杰鸣、朱棣、张宗义等7名北京信息科技大学的学生在老师带领下抵达这里,参加一年一届的机器人世界杯足球赛。今年共有来自美国、中国等40个国家和地区的2500名“选手”参加这项赛事。北信科的机器人参加的是中型组比赛,它们的目标只有一个:冠军!6月27日,在第一场比赛的对手葡萄牙队弃权后,“water”队迎来了第一个实力派对手日本队。经过程序调教后,五台机器人“走”上赛场——一块18米长、12米宽凤凰彩票网(fh643.com)的球场,有禁区,也有角球区。在上下半场各15分钟的比赛中,机器人需要独立阅读比赛,包括联系队友协调进攻、防守断球、射门……比赛进行得非常激烈,双方的机器人每球必争。在一次冲撞争夺球的时候,意外发生了:两台机器人互不相让挤在一起,此时机器人内部的电机仍在高速运转,长期过载导致镍氢电池迅速升温。周杰鸣发现我方的机器人突然冒出了白烟,赶紧请求中断比赛。打开机器人外罩,里面的电池包裹材料已经冒出了火苗。这时,一名老队员迅速拿起电池,冲到赛场边的走廊无人处,把电池扔了出去,杜绝了事故发生。最终,中国队以2比0战胜了对手。经过三天13场比赛的考验。6月30日下午,“water”队闯入决赛,对手是拥有东道主之利的卫冕冠军埃因霍温理工大学队。回顾起这场比赛,张宗义说除了用“荡气回肠”,他实在想不出更好的词来形容。作为卫冕冠军,埃因霍温理工大学队的机器人传接球非常灵敏,射门准星也非常好,是一个难缠的对手。“他们的电机功率比我们高,为了咬住对手,我们的队员在赛前连夜对机器人进行改进,电机超频30%。同时修改程序,在战术上进行了全新布置,利用我方机器人的力量优势进行强势防守,不让对方舒服传接球和射门。”周杰鸣说。果然,比赛一开始,双方就陷入了厮杀。上半场,“water”队率先破门,但东道主队很快扳平比分。“water”再进球,对方再次扳平比分。双方比分咬得死死的。全场比赛结束,比分仍然是2比2,只好进入加时赛。在加时赛中,“water”队凭借一次定位球机会,以金球致胜。此时,全队所有的电池、备用电池的电量都已经完全耗尽,4号机器人的电机被烧毁、1号守门员机器人的摄像系统损毁。“water”队夺得世界杯。张宗义、朱棣、周杰鸣和所有队员、带队老师拥抱在一起,庆祝这来之不易的胜利。他们找到了一面五星红旗,在赛场合影留念。赛后,队员们才得知一个细节:当时埃因霍温理工大学队以为自己肯定能夺冠,因此主办方在制定的颁奖方案中有一个荷兰政府部长参加的计划,但最后因为北信科“water”队的“逆袭”,凤凰彩票官网(fh03.cc)组委会不得不启用了B计划。 机器人“球员”:每台价值20万 缺乏资金更新难 前天下午,在北京信息科技大学,记者见到了“water”队的夺冠功臣们。这些约70厘米高的机器人,静静地“站”在绿色的训练场上,接受队员们的调式保养。底座部分金属架上的道道刮痕,似乎还在诉说着半个月前那一场场来之不易的胜利。“不要小看这些机器人,他们每台的价值都相当于一辆20万元的中级轿车。”“water”队的指导老师王雪雁对记者说,足球机器人由传感装置、触球装置和运算控制系统三大部分组成,主要零部件包括高清摄像头、吸球转轮、击球杆,以及一台固定在机器人上的笔记本电脑——用来跑程序,控制机器人,相当于“中枢神经”。王雪雁说,队员们事先设计好的程序开始运行后,机器人便根据传感器感应到的队友和对手的位置,开始自主投入比赛。整个过程中,人便不再介入,除非机器人出现故障。记者看到,每台机器人下面都使用轮子来实现移动。王雪雁说,这些机器人使用进口电机,运行速度最快可达每秒10米,击球力量如果完全释放则可以将一个标准足球击出10米开外。“事实上,面对竞争日益激烈的比赛,我们还需要对机器人作更多改进,目前最理想的情况就是对机器人进行更换,使用跟荷兰队一样的高功率电机,同时匹配最新的高运算计算机,water的实力会大大增强。”王雪雁坦言,五台机器人的更换费用高达100万元,是一笔巨大的开支,“学校已经给了我们很大支持,但资金缺口依然很大,我们需要社会力量的支持。” 大学生队员:队员出出进进 吃苦精神未曾变 严格意义上来说,“water”队并不是一支球队,而是北京信息科技大学的一个机器人兴趣小组。小组成立于2006年,由全校不同专业有着共同兴趣的同学组成。“我们兴趣小组每年的纳新跟学生社团差不多,不过不用像社团那样缴纳社费。一年招二十几个人,每年有进有出,差不多总数维持在三十人左右。不过今年拿了冠军,明年报名的人肯定会很多。”今年读大二的朱棣告诉记者,因为热爱,他一上大学就加入了机器人兴趣小组。记者在北京信息科技大学采访时,正巧赶上新加入兴趣小组的大一学生参加集训,从程序定义比赛规则开始学起,硬件知识则包括机器人的基本组装等。一名女生告诉记者,之所以选择参加机器人兴趣小组,是因为它能让自己“做事更加细致,有逻辑感”。至于比赛成绩,这名女生笑着说自己并不看重。周杰鸣告诉记者,操控足球机器人要用到硬件、软件、控制、视觉、电子等各个领域的知识,才读大二的他们好多知识都不懂。所以除了问老师之外,队员们就去图书馆借书、在网上看视频。事实上每名兴趣小组的成员做起足球机器人都非常投入。他们在集训的时候,平均一星期去实验室三次以上。而到了比赛前,队员们每晚上都在实验室里度过,不到12点不回宿舍,甚至要工作整个通宵。“我们队长田野和陈嵩都把行军床搬到了实验场地凤凰彩票娱乐平台(5557713.com),真的是通宵达旦。”队员们的付出与努力,造就了北信科“water”机器人足球队的成长。虽然没有国足那样的关注度,但在机器人足球领域,“water”队确是不折不扣的王者——近四届世界杯三届夺冠,只有去年因为规则临时变动而屈居季军。 蓄势待明年:替国足去巴西 “世界杯”上再卫冕 王雪雁告诉记者,今年夺冠后,“water”队将迅速重整,包括培训新队员、调试机器人等。下半年他们将参加国内的大学生机器人足球赛。当然,这项赛事对北信科的机器人而言重要的是热身意义,他们已经将目光瞄准了明年的机器人世界杯赛。值得注意的是,明年机器人世界杯赛的举办国正是第20届世界杯足球赛的举办国——“足球王国”巴西。“国足是去不了巴西了,我们替他们去,我们还要卫冕。”朱棣对记者笑道,希望到时候国人打开电视机观看绿茵场上飞滚足球的同时,也别忘了给同样正在征战“世界杯”的北信科机器人加加油,鼓鼓劲儿,“我们一定不会让大伙儿失望的。” 记者手记]机器人夺冠的启示 如果没有国足的1比5,没有包括央视《新闻联播》在内媒体铺天盖地的报道。北京信息科技大学的“water”机器人足球队或许仍是默默无闻,不为国人所知。然而这一切,在6月30日后,改变了。许多人都说,拿北信科的足球机器人去讽刺国足“太不靠谱儿”,但还是有人将两者比在了一起。在记者看来,比较本身没什么,但在比较中发现一些两者共通的东西,或许对帮助我们的国足重新站起来,能有一些启示。首先是重视程度,北京信息科技大学的相关负责人告诉记者,自从2006年涉足机器人足球,该校就予以了高度重视。不仅包括关键大赛的准备及动员,更包括平时在教学中对学生普及科技创新知识,通过举办各类学术创新比赛,锻炼学生的思考能力和动手操作能力。而对比我们的中国足协,重视国家队超过青年队,重视顶级联赛超过基础联赛,重视职业队远超青少年足球。如此缺乏根基,国足岂能取得佳绩?此外是“传帮带”的氛围。谈及屡夺世界杯的原因,指导老师王雪雁对记者说得最多的就是“站在巨人的肩膀上向前”。凤凰彩票网(fh643.com)她说虽然表面上来看,几名主力队员都是大二的学生,但是在他们身后,是兴趣小组成立七年以来经验的积淀和前辈的传授。而整个团队更是呈现了一脉相承的传统,老手带新手,并且有意识地进行梯队的建设。反观国内足球,后备力量青黄不接早已不是秘密,适龄球员仅千人,让我们上哪儿去找好的苗子?如何传帮带?相比日本、韩国数十万的踢球者,我们冲不出亚洲也就顺理成章了。机器人的世界,其实就是人类世界的一个缩影,机器人踢球咱能夺冠,只要花大力气,踏踏实实,不好高骛远,谁能说中国男足就一准拿不回大力神杯呢? 本文来源:北京晚报-北晚新视觉网 记者:胡铁湘/图 张航 实习记者牛伟坤/文