第 16 屆 RoboCup 機器人世界杯足球錦標賽于 2012 年 6 月 18 日至 24 日在墨西哥城舉行,荷蘭埃因霍溫Tech United 隊的足球機器人贏(yíng)得“中型組足球機器人賽”桂冠。在連續 4 年屈居次席后,Tech United 隊終在年度科技錦標賽中獲得世界冠軍。
RoboCup 機器人世界杯足球錦標賽的舉辦地每年不同。全球約有 2,000 名科學(xué)家和學(xué)生組成機器人球隊,捉對進(jìn)行廝殺。比賽進(jìn)行的同時(shí),一個(gè)旨在交流有關(guān)人工智能和機器人學(xué)的新發(fā)現的會(huì )議正在進(jìn)行。
Tech United 隊 2012 年在墨西哥城歡慶獲得第一個(gè) RoboCup 機器人世界杯足球錦標賽冠軍
在 RoboCup 世界杯足球錦標賽決賽上,荷蘭 Tech United 遭遇了意大利 MRL 隊。Tech United 隊的機器人配備了 EtherCAT,中場(chǎng)時(shí)以 2 比 1 領(lǐng)先。下半場(chǎng),Tech United 隊繼續擴大比分,以 4比 1 輕松取勝。
中型組足球機器人賽是規模最大、速度最快的 RoboCup 比賽:每隊有 6 名隊員,最高速度約 4 m/s。每臺三輪機器人重量約35 kg,而且全自動(dòng),無(wú)需遙控。
荷蘭 Tech United 隊獲得世界冠軍頭銜
擁有數個(gè)歐洲冠軍頭銜的埃因霍溫大學(xué) Tech United 隊第 5 次進(jìn)入 RoboCup 世界錦標賽決賽:自 2008 年起,Tech United 隊每年均獲得決賽資格,但終敗在葡萄牙、德國和中國球隊腳下。球隊在墨西哥獲得世界冠軍真該好好慶賀:無(wú)數夜晚在旅館房間測試“海龜”機器人,最后關(guān)頭更新固件,艱辛終嘗回報。
比賽中,每臺機器人發(fā)揮各自功能,如后衛、前鋒或守門(mén)員
EtherCAT“海龜”機器人已掌握了新規則:機器人不得帶球,必須將球傳過(guò)中線(xiàn)。Tech United 隊率先在 2010 年的德國公開(kāi)賽上引入直傳球概念。直傳較為精準,在比賽中贏(yíng)得了不少得分機會(huì )。另一項規則變化非常墨西哥化:墨西哥帽,安裝于“海龜”機器人頂部的淺平盤(pán),用來(lái)阻攔高空球。精準傳球基于機器人間的清晰通信,是球隊最終取勝的關(guān)鍵。
EtherCAT:運動(dòng)控制與數據采集
每場(chǎng)中型組足球機器人賽,兩隊可分別上場(chǎng) 5 臺機器人,在一個(gè) 18 m x 12 m 的室內比賽場(chǎng)地一決高下。每臺機器人配備了數個(gè)傳感器以及一臺用于分析賽況和機會(huì )的機載計算機。“海龜”機器人運用 EtherCAT 進(jìn)行數據采集和運動(dòng)控制。傳感器、執行器和運動(dòng)控制環(huán)路均使用了超高速工業(yè)以太網(wǎng)。機器人通過(guò)無(wú)線(xiàn)電信號相互配合并接受裁判的指令。只有替換球員時(shí)才允許人類(lèi)參與。機器人完全自主比賽:它們有各自的技能,比賽時(shí)無(wú)法臨場(chǎng)指揮。
人機較量之路依然漫長(cháng)
近年來(lái),對于足球機器人賽的研究有了長(cháng)足進(jìn)步。幾年前,為了便于定位,比賽場(chǎng)地的主要區域依然標有色碼。今天,僅有球是彩色的。球必須傳過(guò)中線(xiàn)并且在對手的半場(chǎng)射門(mén)才算得分。
守門(mén)員是由專(zhuān)用軟件和 EtherCAT 特制的機器人
比賽規則的修改帶來(lái)了新挑戰,但最終是為了實(shí)現 RoboCup 的遠大目標:到 2050 年,全自主類(lèi)人機器人球隊戰勝人類(lèi)世界杯足球隊。
Tech United 隊機器人的自動(dòng)化部件由 Beckhoff 和荷蘭 Beckhoff經(jīng)銷(xiāo)商 IAL 共同資助:將 EtherCAT 作為驅動(dòng)器、傳感器和執行器的接口。由一臺倍福 C6920 系列的緊湊型控制柜式工業(yè) PC構成其硬件平臺。
足球機器人配備有一臺 Beckhoff CX 系列的嵌入式控制器,可通過(guò) EtherCAT 控制驅動(dòng)器和所有其他功能