說到世界杯足球賽，人們常會想到貝利、馬拉多納。但是機器人踢足球你見過嗎？中國科技大學(xué)就有一支這樣的足球隊伍，并且在今年七月舉行的機器人世界杯上獲得兩枚金牌，一枚銀牌，列總分榜的第一名。那么為什么要讓機器人踢足球？又為什么要舉辦這項比賽呢？

早在第15屆國際人工智能聯(lián)合大會上，來自美日等國的9位國際著名學(xué)者聯(lián)合發(fā)表論文，系統(tǒng)闡述了機器人足球的研究意義。機器人足球被正式設(shè)立為國際人工智能新的挑戰(zhàn)問題。因為這些問題不解決，未來社會所需的一系列關(guān)鍵技術(shù)就無法得到解決。

而這些在機器人足球中都得到了集中體現(xiàn)。為了加強世界機器人技術(shù)的合作與交流，與會專家提出舉辦機器人世界杯足球賽。第一屆機器人世界杯比賽（Robocup）是在1999年舉行的，以后每年舉行一屆。其實機器人踢足球可不是一件簡單的事，這里面涉及多個學(xué)科領(lǐng)域，包含機械電子、機器人學(xué)、智能控制、通訊、計算機視覺等多方面的研究和開發(fā)。在以前的人工智能研究中，曾出現(xiàn)過“深藍(lán)”計算機將國際象棋大師打敗的現(xiàn)象。

但是機器人足球面臨的可是一個更加復(fù)雜的問題，因為棋類比賽都有固定的套路，自己如何出招，對方如何應(yīng)對，都是在一定的模式中進(jìn)行的，而機器人足球是在一個不可測的環(huán)境中進(jìn)行的，究竟對方會怎么踢球，球的線路會是怎樣，這些都是隨機的，這就需要程序在很短的時間內(nèi)做出判斷，發(fā)出指令，而且場上11名“隊員”的程序都是獨立的。如果一個程序出現(xiàn)問題，相應(yīng)的機器人就會呆在場上，不聽使喚。這些都會對一個球隊的整體實力提出挑戰(zhàn)。在這一領(lǐng)域德國、美國、日本占有絕對的優(yōu)勢。這些國家經(jīng)常會派出許多一流大學(xué)參加這項比賽，比如卡耐基—梅隆大學(xué)﹑康奈爾大學(xué)﹑東京大學(xué)等。所以比賽都是在歐﹑美﹑日等發(fā)達(dá)國家舉行。

“藍(lán)鷹”誕生

1999年中國科技大學(xué)的陳小平博士作為第16屆國際人工智能聯(lián)合大會的代表應(yīng)邀觀摩了比賽。這是我國大陸學(xué)者第一次正式參加國際Robocup（機器人足球）比賽。在與國際同行們的交流中，陳小平深刻感受到國際上信息技術(shù)的日新月異。反觀此時國內(nèi)的相關(guān)研究還處于遠(yuǎn)離國際先進(jìn)前沿甚至是閉門造車的階段。作為一名中國人，他多么想在比賽現(xiàn)場看到一支中國的隊伍??！但是要想成立這樣一支足球隊，一是要有先進(jìn)的科技支持；二是要有許多肯花時間進(jìn)行研究的人才隊伍。如何才能從“一窮二白”的基礎(chǔ)上建立起與國際上同步的技術(shù)隊伍呢？

帶著這個困惑陳小平回到了國內(nèi)。當(dāng)他把自己的想法和自己的學(xué)生們交流時，同學(xué)們的反應(yīng)都很強烈，同學(xué)們一致要求成立一支機器人足球隊，要向世界頂尖科技看齊。陳小平被同學(xué)們的情緒所感染，他很快就向?qū)W校提出了建立機器人足球隊的申請。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)也十分支持陳小平教授的這一想法。他們在資金有限的情況下仍然撥出一部分款項，并且設(shè)立專門的實驗室用作機器人研究基地。

為了培養(yǎng)更多技術(shù)人才，1999年3月，中國科技大學(xué)開設(shè)了“仿真機器人足球課外研討班”，當(dāng)時有三個系、三個年級的二十余名本科生參加。后來又開設(shè)了“仿真機器人足球”seminar課程，由全校高年級的學(xué)生自由選修。這種以學(xué)生為主體，以實踐為中心的教學(xué)方式，受到了學(xué)生們的普遍歡迎，也培養(yǎng)出了一批高素質(zhì)的人才。1999年中國科技大學(xué)由陳小平博士牽頭正式組建了“中國科技大學(xué)首屆Robocup集訓(xùn)隊”，這個集訓(xùn)隊就是科大機器人足球隊的前身。陳小平教練利用科技大學(xué)在軟件開發(fā)上的優(yōu)勢，以仿真2D（平面）3D（三維）作為突破口，帶領(lǐng)同學(xué)們編寫調(diào)試程序。隊員們的付出很快有了回報，在隨后進(jìn)行的首屆全國Robocup（機器人足球）仿真組的比賽中，中國科技大學(xué)包攬了冠﹑亞軍。

2000年3月，科大集訓(xùn)隊開發(fā)出一支新的球隊軟件，并命名為“藍(lán)鷹”（wrighttagle）。大家希望這支隊伍能像雄鷹一樣飛翔于藍(lán)天之上。在2000年Robocup機器人世界杯預(yù)選賽中，“藍(lán)鷹”以2：0打敗日本的“11猴子”隊，隨后又以11：0大勝澳大利亞的球隊。從而成為我國第一支成功打入Robocup機器人世界杯正式比賽的球隊。

2001年科大機器人足球隊在仿真組的基礎(chǔ)上又成立了四腿組。在2001年美國西雅圖的第五屆Robocup機器人世界杯比賽中，仿真組和四腿組雙雙打入8強，取得歷史性突破。

幾年來科大機器人足球隊不斷取得好成績。先后有國外媒體網(wǎng)站評論——“中國科技大學(xué)是中國機器人的開拓者”，“中科大的水平令人驚嘆”。

“藍(lán)鷹”成長

成功的背后是艱辛的付出，每年中科大的機器人足球隊都會參加世界杯和全國機器人的比賽。由于教練陳小平博士還要進(jìn)行其他科研項目，平時很難抽出時間。除了技術(shù)指導(dǎo)以外，大部分時間都要同學(xué)們自己去鉆研。這些來自不同院系的同學(xué)，有的是研究生，有的是本科生，他們雖然不拿任何報酬，但為了共同的愛好都愿意默默無聞地付出。隊員們在這方面花費了太多的時間和心血，這其中的辛酸恐怕只有他們自己知道。每次到了賽前的兩個多月是同學(xué)們最忙的時候，那些天同學(xué)們睡眠的時間很少，除了上課以外，大家一有時間就往實驗室跑，有時為了一個程序，同學(xué)們走在路上頭腦里都是在想著問題。仿真組有個研究生范長杰，大家都稱他是“拼命三郎”，他曾創(chuàng)下過連續(xù)七天吃住在實驗室的紀(jì)錄。隊員們笑稱那時侯每天過的是36小時制，就是連續(xù)工作24小時，然后再睡上12個小時。正是有了他們的付出，“藍(lán)鷹”才能不斷取得進(jìn)步。

2005年在日本大阪，科大2D組一路過關(guān)斬將，從小組賽一直打到?jīng)Q賽。決賽的對手是德國“頭腦風(fēng)暴”隊。在仿真機器人這一塊，德國占有很強的技術(shù)優(yōu)勢。他們曾經(jīng)是連續(xù)三次世界杯的亞軍。果然在比賽中“頭腦風(fēng)暴”隊攻守兼?zhèn)洌?：0戰(zhàn)勝科大“藍(lán)鷹”隊。

從日本大阪回來以后，隊員們都憋了一口氣，要向世界最強的隊伍發(fā)起挑戰(zhàn)。大家下定決心一定要打敗德國“頭腦風(fēng)暴”隊。陳小平教練把比賽的錄像放給大家看，德國足球隊程序編寫得比較完善，機器人之間的協(xié)調(diào)性能較好。比如進(jìn)攻時能形成多點配合，防守時一旦出現(xiàn)漏“人”，很快就會有“人”補上。而“藍(lán)鷹”隊只是在速度上有優(yōu)勢，協(xié)調(diào)性跟不上。這樣遇到弱隊，常常能在對方還沒有反應(yīng)過來時就把球打進(jìn)了，有時甚至能打出20：0的局面，但是一旦遇到強隊，雙方進(jìn)入拉鋸戰(zhàn)時，“藍(lán)鷹”隊防守不足的問題就暴露出來了。

針對這一點，隊員們重新設(shè)計了程序的框架結(jié)構(gòu)，并對參數(shù)進(jìn)行了修改。還專門有人設(shè)計了防守程序。2006年在德國布萊梅舉行的第10屆Robocup世界杯上，最后的仿真2D組決賽時，科大“藍(lán)鷹”又和德國“頭腦風(fēng)暴”這個老冤家見面了。在比賽結(jié)果打到1：1時，德國“頭腦風(fēng)暴”隊突然一個機器人的程序出現(xiàn)了問題，機器人不聽使喚，場上“死人”了?！八{(lán)鷹”隊抓住戰(zhàn)機，結(jié)果以2：1戰(zhàn)勝對手。在宣布結(jié)果時，德國隊的兩名隊員顯得很不服氣，其中一名隊員走到科大同學(xué)們的面前說：“這次只是一個意外，希望有機會能再比一次”。

于是在2006年全國Robocup機器人比賽時，中國科技大學(xué)向德國“頭腦風(fēng)暴隊”發(fā)出了邀請。在那場邀請賽上，“藍(lán)鷹”以5：1打敗“頭腦風(fēng)暴”隊。這一結(jié)果讓德國隊員啞口無言。隨后，德國“頭腦風(fēng)暴”隊的教練給“藍(lán)鷹”隊員們發(fā)來了電子郵件。在郵件中他稱贊“藍(lán)鷹”隊：“You are a great team!(你們是一支偉大的球隊!)”

再創(chuàng)輝煌

連續(xù)幾年的參賽，占去了隊員們太多的時間。眼看著周圍的同學(xué)有出國的，有考研的，有工作的。面對2007年的世界杯，有的隊員打起了退堂鼓。這時侯“藍(lán)鷹”的主教練陳小平老師鼓勵隊員們說，你們現(xiàn)在好比登山到了半山腰，此時放棄實在可惜。繼續(xù)做下去，對自己也是一個挑戰(zhàn)。爭取在仿真3D和四腿組都能拿到冠軍，要向世界證明你們都是NO﹒1。

由于2007年的世界杯仿真3D組首次以人形機器人為仿真對象，難度高于以往的任何一屆，同時又新設(shè)了微軟機器人比賽項目。在備戰(zhàn)比賽中，科大“藍(lán)鷹”隊利用多年的研究經(jīng)驗，有針對性地進(jìn)行攻關(guān)。陳小平教練為了讓更多的新生力量來到這個隊伍，增選了許多優(yōu)秀的本科生，其中仿真2D組的成員全是本科生?！八{(lán)鷹”以嶄新的面貌出現(xiàn)在世人面前。

誰知在2007年6月申請去美國參加比賽的時候，卻突然遇到了一個前所未有的困難。出國簽證遇到了問題，因為美國對博士生出國進(jìn)行限制，所有的博士生都不能去美國了。連教練陳小平教授也遇到簽證延期的問題?，F(xiàn)場比賽的任務(wù)一下子全落在4名本科生和2名碩士生的肩上，他們中有5人還是第一次出國，均無大賽經(jīng)驗。仿真2D﹑3D和微軟機器人賽三個項目都只有一個人現(xiàn)場參賽，而且其中2人是本科生。針對這一棘手的問題，陳小平教練決定先讓隊伍出國，自己再接著補辦簽證。同時陳小平教練積極與美國校友和華僑取得聯(lián)系。在當(dāng)?shù)匦Ｓ押妥糁蝸喞砉ご髮W(xué)中國學(xué)者聯(lián)合會的精心組織和幫助下，有人專門前去接機，有人幫助聯(lián)系旅館，幫助隊員們解決了許多后勤方面遇到的問題。

2007年7月1日第11屆Robocup機器人世界杯大賽舉行。有來自39個國家的約2000名學(xué)者和學(xué)生參加了比賽。

因為“藍(lán)鷹”隊是去年仿真2D組的冠軍，在比賽現(xiàn)場隊員王繼良發(fā)現(xiàn)所有2D組的參賽隊伍都是以“藍(lán)鷹”為目標(biāo)在做調(diào)試?？拼蟆八{(lán)鷹”陷入重重圍剿之中。按規(guī)定，每個隊將比賽程序上交以后就不能再改了。但是有時經(jīng)常會有突發(fā)事件發(fā)生，比如以前在四腿組比賽時曾經(jīng)出現(xiàn)過照相機的閃光燈將有個隊機器人的“眼睛”照花了，結(jié)果影響了比賽的發(fā)揮。究竟這些年輕隊員們在比賽時會有什么樣的表現(xiàn)？教練陳小平的手心里也捏著一把汗。

比賽的當(dāng)天有許多中國留學(xué)生和華人華僑前去加油助威，現(xiàn)場熱烈的氣氛鼓舞了這些年輕隊員，隊員們頂住壓力克服了現(xiàn)場經(jīng)驗不足的障礙，沉著冷靜，一舉奪得含金量較高的3D組和微軟組的冠軍。但是本次比賽也有遺憾，由于劉飛、范長杰等博士因簽證問題沒能參賽，導(dǎo)致關(guān)鍵技術(shù)上處于空白。但即使如此，“藍(lán)鷹”隊仍然取得仿真2D組比賽的亞軍，四腿組比賽的第四名。自此中科大機器人足球隊在全世界39個國家和地區(qū)的300多支隊伍中以兩金一銀的成績首次占據(jù)獎牌榜的第一位。

科大“藍(lán)鷹”隊的出色表現(xiàn)也為中國贏得2008年第12屆Robocup機器人世界杯比賽的舉辦權(quán)。展望未來，這支“藍(lán)鷹”足球隊有了新的目標(biāo)——在未來，機器人足球隊能夠打敗真人足球隊。

（責(zé)編/張磊）

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