机器人踢球能力突然“狂飙”?对话农大山海队指导老师
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2025-08-19 12:41:42
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8月17日,在2025世界人形机器人运动会足球赛项3V3决赛上,中国农业大学山海队以3:0的成绩夺冠。当天下午,队伍又在足球5V5决赛中获得季军。

此次比赛有哪些亮点?为何机器人踢足球能力和比赛观赏性有了突飞猛进的提升?对此,新京报记者采访了中国农业大学工学院副教授、山海队指导老师胡标和山海队队长杨可畅。

杨可畅表示,机器人本身具有运动控制能力,队员们将他们想要在足球场上实现的战术通过代码的形式编写出来,再运用到机器人上,机器人踢球时会自动根据预设的战术执行进攻和防守。“在底层运动控制之上,我们写代码实现机器人在场上该往哪走、速度是多少、需要转向的角度是多少、接下来要做的是找球还是踢球等。”

他特意提到,以往运动场草坪上的线是用白漆画上的,机器人行走较多时,白漆会褪色,对机器人的视觉识别有很大的影响。“此次人形机器人运动会的草坪使用的白色的草,赛场条件是很有利的。”

胡标表示,机器人足球赛去年整体上还不是很流畅,但今年观赏性已经大大增强。未来,它们在运动场上的能力可以应用于农业采摘等场景。

8月17日,2025世界人形机器人运动会足球5v5半决赛开赛,农大工院队对阵HTWK Robots。新京报记者 王子诚 摄

机器人足球赛观赏性今年大幅提升

新京报:机器人足球赛对大众来说可能是新鲜事物,这是近几年兴起的吗?

胡标:机器人足球赛有近30年的历史。1996年,机器人领域的一些科学家在学术会议上聊到很火热的世界杯,畅想以后研发的机器人是否可以和人类在赛场上一决高下。他们认为这一目标会在2050年实现,并决定举办RoboCup(机器人世界杯)。这个比赛在国内外机器人圈子里很知名,希望通过每年的比赛促进机器人发展迭代,并朝着2050年的目标靠近。这一赛事还在中国办过两次,分别是在2008年的苏州和2015年的合肥。

RoboCup中很多组,其中最重要的组就是人形机器人踢足球组,都是通过自主运动实现的,里面又细分为小型组、成人组、标准组等。所以机器人足球经过近30年发展到现在,赛制和规则已经比较明确。

新京报:近两年,为何机器人踢足球的能力有了突飞猛进的提升?

胡标:近两三年,人形机器人发展特别迅速。ChatGPT等大模型将强大的推理能力迁移到实体机器人上,即具身智能,所以机器人智能水平更高。

与此同时,机器人的运动能力也有了突飞猛进的发展,这与人工智能发展到一定阶段相关。深度强化学习早期在棋类上进行推理,现在已经可以在机器人控制领域得到很好的应用。

以往,人形机器人的控制难点是使其在行走、跑步时保持平衡。深度强化学习应用之后,可以通过仿真进行大量训练,通过神经网络模型实现复杂环境中高动态的运动能力,现在机器人的运动能力逐年提升,最重要的核心技术就是来自于这方面。

新京报:现在机器人足球赛的观赏性很强,其间经历了怎样的发展?

胡标:去年的RoboCup比赛整体还不是很流畅,尤其是使用大型机器人的成人组。其中最重要的一个因素就是参加RoboCup比赛的是以高校、科研机构为主的小圈子,他们自研的机器人是专门为参加RoboCup而临时设计开发的。

由于高校老师不可能全年精力都放在研制上,所以这些机器人容易摔倒散架,一旦摔倒损坏,就无法再上场。在大型机器人比赛中,会安排一个保护员在后面保护,在机器人快要摔倒时扶一下,所以比赛的流畅性很难保障,没什么观赏性。

与成人组机器人不同,标准平台组所有的球队都使用一款叫NAO的机器人,硬件没有差别,也不用自研机器人,更考验大家的软件开发能力和对机器人足球的技战术能力,因此大家把重心放在算法上。这款机器人是法国一家公司研发的小型机器人,运动能力很弱,走起路来和乌龟差不多。

从去年到现在,人形机器人应用能力特别突出,摔倒了也能自己爬起来,还能防冲撞。现在很多队伍使用的是国内加速进化T1机器人,可以满足这些要求。在这种情况下进行战术部署,形成了当前的3V3、5V5赛制,机器人有站位、进攻、防守,两方有时候势均力敌,看起来赛况胶着,观赏性有了提升。

2025世界人形机器人运动会足球5v5半决赛,双方球员拼抢。新京报记者 王子诚 摄

5v5、7v7要解决机器人定位、配合等问题

新京报:与RoboCup不同,此次人形机器人运动会足球赛首次启用5v5赛制,这一赛制有哪些难点?

胡标:控制和战术部署都更加困难。成人组最早是1v1,又发展为2v2,到今年发展到3v3。今年RoboCup赛制发生改革,完全不能有保护者在机器人后面跟着,也必须是3v3,门槛变高了,“吓退”了很多的参赛队伍。

因此,RoboCup的参赛队伍远少于世界人形机器人运动会。北京的这次世界人形机器人运动会,3v3和5v5加起来有40多支队伍参赛,RoboCup成人组只有4支队伍参赛。

3v3通常是一个守门、两个进攻,球权发生转换之后,两个回防,不太会涉及复杂的球员进攻和防守切换问题。此次人形机器人运动会5v5赛制场地变大了,机器人数量更多了,要考虑如何排阵型和机器人之间的配合和切换。有的时候想法可能很好,但就是部署不起来,这与队伍的编程能力、对机器人的调试能力都有关系。

新京报:为了应对5v5比赛,山海队做了哪些努力?

胡标:我们从7月末才开始着手5v5的比赛,把3v3的一些基本战术思想迁移到5v5上。机器人通过摄像头视觉计算进行定位,场地变大之后,定位方案也发生了变化,我们尝试了很多方法,让定位变得可靠。

根据球的位置,球员进行进攻、防守切换时,我们边调试、边练习、边测试,一步一步把我们的想法部署到机器人上。为了应对强劲的对手,我们会进行针对性的战术调整,前几天通常练习到凌晨两三点。

新京报:按照机器人领域现在的发展速度,未来是否有希望突破5v5,变成更多机器人参与的比赛?

胡标:完全有希望达到7v7,但其中仍有关键问题需要解决。从5v5比赛中可以看出来,机器人的配合很难打出来。机器人踢球容易踢偏,所以传球是一个问题。另外,机器人比较矮,摄像头能看到的视野范围有限,场地大了以后,机器人有时候看不到球,很难打配合。所以大部分时间,有些机器人在场地上没有任何作用。

因此,机器人需要踢得准、力度再大一些,同时要配合好,定位也要更可靠,再迁移到7v7才有意义。不过现在技术发展很快,站在去年的角度来看,很难想到今年会有5v5机器人足球赛,在现场还能引起这么大的关注,得到大家的掌声,所以未来实现更多机器人上场肯定是有可能的。

2025世界人形机器人运动会足球5v5半决赛前,选手调试机器人。新京报记者 王子诚 摄

人形机器人未来可用于农业采摘等场景

新京报:此次世界人形机器人运动会和创新赛制的足球赛有哪些意义?

胡标:此次世界人形机器人运动会吸引了很多观众,大家非常热情,说明公众正在接纳机器人成为人们生活中的一部分。机器人有吸引小朋友好奇心的天然属性,很多观众带着孩子一起来看。大家愿意观看机器人踢球,并了解和欣赏它们,这无疑将对产业发展起到促进作用。

让机器人直接替代人去工厂做一些分拣和装配工作,现在正在逐步实现,例如在果园采摘等场景,也陆续有相关研究在进行。而且,人们通过关注人形机器人跑步和运动,研究它们的特点,甚至能从中获得情绪价值,这也是有意义的。

新京报:机器人在赛场上的能力,最有可能应用到哪些现实场景中?

胡标:机器人跑步、防冲撞、识别定位能力达到一定水平后,就可以在工厂结构化的场景中进行识别抓取、搬运、分拣等工作。它们在障碍物挑战赛的复杂路面上走得很稳,也可以解决一些实际问题,比如很多农民的果园是非规范化的,坑坑洼洼,很难进行机械化采摘,未来使用人形机器人进行采摘也是可行的。

新京报记者 张璐

编辑 白爽 校对 王心

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