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機(jī)器人如何踢足球

機(jī)器人如何踢足球

圖一

機(jī)器人如何踢足球

世界人形機(jī)器人運(yùn)動會足球5V5比賽現(xiàn)場。
  清華大學(xué)提供

機(jī)器人如何踢足球

人形機(jī)器人在比賽中。
  清華大學(xué)提供

機(jī)器人如何踢足球

清華火神隊在世界人形機(jī)器人運(yùn)動會足球5V5比賽頒獎現(xiàn)場。
  清華大學(xué)提供

成為“足球小子”,真不容易

——一名機(jī)器人球員的“自述”

國家速滑館“冰絲帶”,世界人形機(jī)器人運(yùn)動會足球5V5決賽終場哨響,比分定格在1∶0,我(見圖一,清華大學(xué)供圖)和隊友們開心極了:我們贏了!

我來自清華火神隊,是一名機(jī)器人足球運(yùn)動員。比賽中,我大力射門,這一粒進(jìn)球,背后蘊(yùn)藏著無數(shù)次訓(xùn)練的印記,承載著老師和同學(xué)們科技攻關(guān)的日日夜夜。

作為全自主行動的球員,我的每一個動作都不簡單。我要先看清球和球門,再在跑動中調(diào)整步伐、姿態(tài),選擇最合適的出腳時機(jī),控制身體射門。

一開始,我怎么也學(xué)不會動態(tài)踢球,只能停下來、對準(zhǔn)、再出腳,動作慢、節(jié)奏僵硬,比賽節(jié)奏一加快,我就跟不上了。后來,清華火神隊的老師和同學(xué)們?yōu)槲覍iT研發(fā)了一整套視覺與人類數(shù)據(jù)融合的強(qiáng)化學(xué)習(xí)框架,幫助我掌握了在跑動中找準(zhǔn)位置、連貫出腳的能力,我對球的處理更得心應(yīng)手了。

我的球感也在慢慢增強(qiáng)??吹角颍铱梢圆煌2街苯痈M(jìn),視線受限時也能依靠本體感知穩(wěn)住位置……這多虧了團(tuán)隊為我研發(fā)的學(xué)習(xí)框架,他們把擬人走跑、快速起身、定位感知、反應(yīng)式射門一項項演示給我看,反復(fù)訓(xùn)練我,讓我真正具備了上場比賽的能力。

去年7月,我和隊友在巴西RoboCup機(jī)器人世界杯奪得冠軍,打進(jìn)40多粒球,成績傲人。

而最難的挑戰(zhàn),則是世界人形機(jī)器人運(yùn)動會足球項目5V5決賽。場地更大、球員更多、攻防更快,之前熟悉的3V3打法不再夠用。我和隊友們找不到配合節(jié)奏,只能單打獨斗。

那段時間,清華火神隊的同學(xué)們始終陪著我們。他們一遍遍回看比賽錄像,一場場復(fù)盤,幫我們梳理進(jìn)攻、防守、跑位和配合的邏輯。那些天,“冰絲帶”的燈光常常亮到深夜,我在場上一遍一遍練習(xí)、適應(yīng)、成長。終于,決賽當(dāng)天,我把速度、穩(wěn)定和射門能力全部發(fā)揮了出來,踢得漂亮!

人類有很多足球明星,創(chuàng)造了很多高光時刻。他們是榜樣,希望我不斷進(jìn)步,與更多高手一較高下。

(本報記者閆伊喬采訪整理)

從蹣跚學(xué)步到屢屢奪冠

本報記者閆伊喬

幾天前,在清華大學(xué)的校慶活動上,清華火神隊機(jī)器人的足球技藝引來觀眾陣陣驚嘆。這群身手矯健的“足球小子”還在世界人形機(jī)器人運(yùn)動會足球5V5比賽中獲得冠軍,讓世界看到了中國人形機(jī)器人技術(shù)的硬核實力與高速發(fā)展。

“比賽中各隊使用同型號機(jī)器人,想要獲勝需要參賽隊伍用代碼為機(jī)器人的‘大腦’充電,通過訓(xùn)練讓它們形成‘肌肉記憶’,在接球瞬間迅速做出判斷,調(diào)整關(guān)節(jié)力矩出腳。”清華大學(xué)機(jī)器人控制實驗室主任趙明國介紹。

2004年,趙明國指導(dǎo)成立清華火神隊,專注于人工智能與機(jī)器人技術(shù)研發(fā)?!捌鸪鮿e說跑步了,能站穩(wěn)不摔跤就是勝利?!被貞浧鹧邪l(fā)經(jīng)歷,趙明國不禁感慨,“當(dāng)時傳感器技術(shù)落后,機(jī)器人平衡能力極差,每次實驗都像是一場驚心動魄的雜技表演,稍有不慎就會‘人仰馬翻’。”

為測試機(jī)器人穩(wěn)定性,趙明國帶領(lǐng)團(tuán)隊聚焦運(yùn)動控制難題,在仿真環(huán)境中開展數(shù)萬小時訓(xùn)練,歷經(jīng)數(shù)十萬次算法迭代,實現(xiàn)了機(jī)器人大力射門、精準(zhǔn)傳球,并多次在比賽中奪冠。

20多年來,實驗室在機(jī)器人行走技術(shù)方面接連提出了多種創(chuàng)新方法,包括虛擬斜坡行走、廣義模型預(yù)測控制和基于任務(wù)優(yōu)先級的全身控制。

如今,清華火神隊研發(fā)的機(jī)器人不僅能馳騁綠茵場,在應(yīng)急救援、工業(yè)操作等場景也展現(xiàn)出應(yīng)用潛力?!按蠹乙徊讲健^過河’,最終厚積薄發(fā)?!壁w明國說。

從實驗室走進(jìn)競技場,以賽促研成為清華火神隊的成長密碼。趙明國認(rèn)為,體育競技是檢驗和推動人形機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的“試金石”。無論是踢足球的射門力度控制、打乒乓球的旋轉(zhuǎn)把控,還是打籃球的投籃角度校準(zhǔn),都需要精準(zhǔn)控制機(jī)器人全身關(guān)節(jié),兼顧力量與靈活性。

“通過標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)驗證技術(shù)能力,逐步解決手部與腿部的具身智能問題,最終推動通用具身機(jī)器人落地?!壁w明國說。目前,部分開發(fā)者已經(jīng)著手機(jī)器人的二次開發(fā),拓展其在養(yǎng)老陪護(hù)、博物館講解等場景中的應(yīng)用。

“場上,不同賽隊是競爭對手;場外,大家一起探討技術(shù)改進(jìn)、算法部署與迭代,這也是體育精神的體現(xiàn)。”清華火神隊隊長羅長盛介紹,“我們的共同目標(biāo)是推進(jìn)機(jī)器人競技領(lǐng)域的發(fā)展,讓全世界看到中國人形機(jī)器人的實力。”

從蹣跚學(xué)步到屢屢奪冠,從賽場競技到產(chǎn)業(yè)賦能,趙明國與清華火神隊的征程,是中國人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的縮影。

本期統(tǒng)籌:王者

版式設(shè)計:汪哲平

《人民日報》(2026年04月28日15版)

(責(zé)任編輯:zx0232)

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