光阴的故事:从跟跑到领跑,人形机器人足球队的21年
八月十七日,于国家速滑馆“冰丝带”举办的2025年世界人形机器人运动会上,清华大学“火神队”同德国队进行了5V5机器人足球的最终对决。
身着赤色战服的清华“火神队”机器人,凭借一个精彩的“强力攻门”,击败了德国队伍,引发全场轰动,并且赢得了冠军称号。
今年三月在德国公开赛上获胜,接着七月赢得巴西机器人世界杯冠军,使得“火神队”达成年度三连冠伟业,并且刷新了本国机器人的历史最佳表现。
这一切的背后,是一支队伍长达21年的坚守、创新与突破。
0.1秒制胜背后:
日夜攻坚迎来绝地反击
清华大学“火神队”队长罗长盛表示,内心十分振奋,在自家场馆“冰丝带”参赛,最终赢得奖牌,这确实是一件值得骄傲的成就,也为国家增了光。
机器人足球赛的对决,不只是赛场机器人“队员”的较量,而且是背后科研集体技术层面的较量。
先前在小组竞争环节,“火神队”曾以零比五败给德国队。面对实力强大的对手,“火神队”的发起人赵明国教授引领科研集体承受住巨大压力,借助移动电话采集众多核心影像,逐格审视,最终察觉德国队防守环节存在约零点一秒的视觉辨认滞后,迅速修正进攻方案后,队长罗长盛率领队员们连续三个夜晚修改程序、校准数值。
王与时的团队成员在持续改进程序中,不断优化机器人“大力射门”的本领,使它们能够像人类那样,借助脚背发力进行射门,接触区域更宽广,操作也更加精细。在最终的决战里,那记锁定胜局的关键进球,正是这项技术卓越成果的生动展示。
终场哨响,队员们将王与时高高抛起,共庆胜利。
清华大学自动化系研究员、“火神队”创始人赵明国表示:凭借我们独创的技能,直接发力将球射入球门,这种打法与人类比赛极为相似;起初是一个“人球分过”动作,紧接着是一记强力射门,随后球发生弹跳并最终进入网窝;这一精彩瞬间令解说员们无比兴奋,称之为机器人踢足球发展历程中值得铭记的时刻。
用信念与热爱
点燃技术燎原之火
“火神队”的“惊天逆转”,源于二十一年如一日的执着与钟情。赵明国教授从队员身上,发现了当年在科研场所里那个矢志不渝的身影。
清华大学的机器人研究基地里,展示着“火神队”系列机器人的发展轨迹。从最初身高仅50厘米、行动缓慢的早期模型,到如今超过1米高、动作娴熟的最终形态,这些机器人记录了该队伍长达21年的技术探索历程。
清华大学“火神队”成员王与时表示:起初该装置体积很小,移动速度很慢,如今基本能实现一米以上的高度,正逐步接近人体尺寸,而且还在算法层面,增强了它的活动性能。
2000年,赵明国以博士后身份加入清华大学,投身于一个当时尚显冷清的学科方向——机器人学。2004年,他带领学生成立了“火神队”。次年,他们驾驶着亲手制作的初始型机器人,首次亮相机器人世界杯。
赵明国表示,初次参赛时,自己感到很生疏,需要去掌握,目的是锻炼学生。核心宗旨是拓展全球见识,以学习者姿态来处理这件事。
赵明国及其团队并未停止探索,坚持不懈地攻克难题,持续取得技术进展。2008年,“火神队”夺得世界杯亚军,现今已位列世界顶尖三强。
赵明国把历年参赛的集体照拿给记者看,照片里的他,年纪轻轻时神采奕奕,目光充满活力,脸上总是带着灿烂的笑容。
有一张照片摄于2006年德国机器人世界杯赛场,虽然只拍到了他的背影,却是他珍藏极了的影像资料。照片里出现了他指导的第一个博士生和硕士生,还有“火神队”的首任队长。正是这三位成员,一起创作了“火神队”的火焰标志,这个标志代表着一团火,象征一种信念,记录了一段青春岁月,它永远燃烧,永不熄灭。
让人形机器人的价值
远不止于一场足球赛
根据说法,在早期竞赛里,机械人通常奉行“宁愿迟缓,也不跌倒”的方针,身后安排专人扯线防止跌落,这种行为不仅妨碍了竞赛的连贯性,还让人怀疑是否暗中有人在操控。
赵明国说明,他们付出了诸多努力,旨在增强机器人机体的坚固程度,移除后方安全员,以便机器人可以迅速自行恢复站立。
在接下来的升级过程中,仿生机器人多次承受了极端环境的考验:承受了10公斤重物的猛烈冲击,经历了100回的跌落,完成了连续20场的对抗演练,却依然能够正常运作。现阶段,最新款的机器人已经大体上达到了非常坚固且不易损坏的水平。
但是,让机器人独立进行踢球活动非常困难,它必须执行寻找球体、靠近、瞄准和射门的多个步骤,每个环节都需要借助众多计算方法来完成。
为什么训练机器人踢足球?
赵明国表示,机器人若要进入家庭,必须先掌握与人安全可靠互动的技能,而踢足球是绝佳的练习方式,因为比赛场面瞬息万变,要求参与者具备敏捷的协作能力和迅速的应对能力,假如机器人能在球场上顺利解决各类难题,那么将来融入更为复杂的家庭环境就会变得轻松许多。
赵明国积极倡导,今年机器人世界杯实现了从两支队伍对抗到五支队伍对抗的转变,比赛竞争激烈程度和观众体验显著增强。而赛事规则的调整,更促使人们深入思考“机器人参与足球运动的意义何在”这一核心问题。
清华大学自动化系研究员、也是“火神队”发起人赵明国表示,这个系统能够感知周边环境,具备基本的活动能力,在任务分解、逻辑分析以及多机器人协作等方面,都进行了初步的验证和展示。这和开垦荒地相似,未来可供大家探索和拓展的领域十分广阔。
二零二一年,岁月流转,容颜改变,团队规模从小到大。“火神队”的奋斗历程,体现了不懈追求、真挚情感和美好憧憬。赢得比赛并非最终目的,将成果转化为实际应用、切实帮助他人,才是他们始终如一的目标。
(总台央视记者 李晶晶 王帅)