機(jī)器人足球

1 簡(jiǎn)介

　　足球運(yùn)動(dòng)是一種大家非常喜愛(ài)的運(yùn)動(dòng)。讓機(jī)器人去踢足球，聽(tīng)起來(lái)像天方夜譚似的。機(jī)器人也能去踢足球?而且，還是要組成一個(gè)隊(duì)伍，不同的機(jī)器人要互相配合？要知道，機(jī)器人要參加比賽必須要有自己的眼睛，自己的雙腿，自己的大腦，還得有自己的嘴——把自己的想法告訴別人，協(xié)同進(jìn)行比賽。現(xiàn)在的足球機(jī)器人還沒(méi)有做到像我們?nèi)艘粯?。?jù)科學(xué)家估計(jì)，這得再過(guò)五十年，即2050年左右才能做到在一個(gè)真的足球場(chǎng)地上，與我們?nèi)说谋荣愐?guī)則一樣的條件下進(jìn)行比賽。到那時(shí)可能電視轉(zhuǎn)播的體育節(jié)目中機(jī)器人足球會(huì)占很大的比重。當(dāng)然，這是猜測(cè)，目前為止，現(xiàn)實(shí)中在國(guó)際上最具影響力的機(jī)器人足球賽事組織有FIRA國(guó)際機(jī)器人足球聯(lián)合會(huì)和ROBOTCUP國(guó)際機(jī)器人足球世界杯賽。

2 分類

　　系列

　　現(xiàn)在的足球機(jī)器人比賽有兩個(gè)系列：即ROBOCUP

　　和FIRA。每年都要進(jìn)行一次比賽。中國(guó)最早參加了FIRA比賽，東北大學(xué)代表隊(duì)和哈工大代表隊(duì)都取得了好成績(jī)。另外中國(guó)還參加了ROBOCUP系列的比賽。在2001年的ROBOCUP比賽中，清華大學(xué)代表隊(duì)獲得了世界冠軍。另外，中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)在2001年成立了機(jī)器人足球?qū)I(yè)委員會(huì)。機(jī)器人足球參加了科技申奧主題活動(dòng)，還將參加2002年的世界杯足球賽。以上活動(dòng)說(shuō)明機(jī)器人足球在中國(guó)獲得良好的發(fā)展。

　　類型

　　機(jī)器人足球賽的主要類型分為半自主型（MIROSOT）、全自主型（ROBOSOT）、類人型（HUROSOT）、仿真型（SIMUROSOT）四種類型。

3 意義

　　足球機(jī)器人比賽雖然剛剛開(kāi)展幾年時(shí)間，但是它吸引了越來(lái)越多人的關(guān)注。因?yàn)樗韵猜剺?lè)見(jiàn)的方式走進(jìn)了我們的視野，雖然它的體積很小，但是它的意義非常重大。它是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)，人工智能技術(shù)，模式識(shí)別技術(shù)的一門(mén)綜合技術(shù)。

　　足球機(jī)器人的核心技術(shù)是人工智能技術(shù)，它的目地是使機(jī)器具有人的智慧。它能使機(jī)器具有像人一樣的感知環(huán)境，向環(huán)境學(xué)習(xí)的能力。人工智能包括智能控制、機(jī)器感知、機(jī)器情感、專家系統(tǒng)、人工生命、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法等等。我們還能想起計(jì)算機(jī)“深藍(lán)”戰(zhàn)勝世界象棋冠軍嗎？這就是人工智能的成就。

4 現(xiàn)狀

　　現(xiàn)在的足球機(jī)器人比賽還遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到我們想要達(dá)到的地步，現(xiàn)在的比賽完全是一種仿真式的比賽，現(xiàn)在的足球機(jī)器人比賽的場(chǎng)地按國(guó)際的規(guī)定為1.5米×1.3米場(chǎng)地。場(chǎng)地上有中線，有門(mén)區(qū)，這與我們的實(shí)際的比賽沒(méi)有什么太大的區(qū)別。每個(gè)足球機(jī)器人的車體按國(guó)際的規(guī)定不超過(guò)7.5cm×7.5cm×7.5cm.,（微型機(jī)器人比賽）機(jī)器人小車負(fù)責(zé)把紅色的高爾夫小球撞進(jìn)球門(mén)。在賽場(chǎng)的上方有一個(gè)攝像頭，攝像頭把得到的信息上傳到計(jì)算機(jī)中。經(jīng)計(jì)算機(jī)的特定程序處理，得到場(chǎng)上雙方的態(tài)勢(shì)，再經(jīng)過(guò)決策系統(tǒng)的處理，輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。經(jīng)通訊系統(tǒng)發(fā)送與接收，控制機(jī)器人小車在場(chǎng)上奔跑。

　　機(jī)器人的大腦在哪里？機(jī)器人的大腦就是裝在一臺(tái)計(jì)算機(jī)主機(jī)中的決策系統(tǒng)。決策系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的敵我雙方的比賽態(tài)勢(shì)，決定我方機(jī)器人處于進(jìn)攻還是防守。然后決定機(jī)器人的隊(duì)形和機(jī)器人離足球的遠(yuǎn)近決定是主攻還是助攻、主防還是助防。根據(jù)每個(gè)機(jī)器人的任務(wù)決定相應(yīng)的動(dòng)作。

　　相應(yīng)的足球機(jī)器人有自己的眼睛－－視覺(jué)系統(tǒng)。足球機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)把比賽場(chǎng)地的敵我雙方的態(tài)勢(shì)都反映到計(jì)算機(jī)中，然后用計(jì)算機(jī)圖像軟件進(jìn)行處理。利用模式識(shí)別技術(shù)，對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行特征提取等操作，形成自己的計(jì)算機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)的表達(dá)，即敵我雙方機(jī)器人的位置和角度。

　　現(xiàn)在的足球機(jī)器人還沒(méi)有長(zhǎng)自己的嘴巴，但是他們卻有一個(gè)統(tǒng)一的嘴巴。由上位機(jī)統(tǒng)一發(fā)出命令，該命令由機(jī)器人車體的通訊系統(tǒng)接收，所以能實(shí)現(xiàn)機(jī)器人小車的互相協(xié)調(diào)。

　　關(guān)于足球機(jī)器人的雙腿：足球機(jī)器人的雙腿就是機(jī)器人的左右輪。就是車體部分，它包括車輪、電機(jī)、車架、通訊模塊等部分。由通訊模塊接收上位機(jī)傳來(lái)的命令，來(lái)驅(qū)動(dòng)左右輪的速度，從而實(shí)現(xiàn)達(dá)到控制的目地。