赛队特辑:人大附中队如何从编程走向赛场,玩转人形机器人足球赛?

日期: 2025-10-23 18:03:40|浏览: 5|编号: 165415

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赛队特辑:人大附中队如何从编程走向赛场,玩转人形机器人足球赛

将至2025年,世界人形机器人运动会即将开幕,全国70所学校的多个优秀队伍,其中有192支,将会一起齐聚于“冰丝带”所,展现出青少年在科技赛场的那种青春风貌,还有高校学子在科技赛场的青春风貌 。

8月5日,ROBO LAND机器人营地举行了一场3v3足球训练赛,这场比赛提前点燃了热度,中国人民大学附属中学原型队,也就是以下简称的人大附中,以7:1的大比分战胜了北京林业大学队,该队的机器人在运动的时候,在判断球位的时候,以及在击球的时候反应都很果断,还屡次破门。

赛后,这支青少年队伍分享了技术突破,此技术突破源自机器人开发与训练,队伍还分享了背后的成长故事。

人大附中原型队。受访者供图

从“运球控球”到“追击射门”,8人高中生战队打造赛场优势

此次,作为一支高中生队伍,人大附中团队有8人参与,这8人覆盖了从高一学生一直到高三毕业生,成员们分工清晰明确,其中程序组成员负责定位相关代码调试,负责通讯相关代码调试,负责单刀能力相关代码调试,而结构组负责机器人配件的开发。

人大附中团队为备战赛事,很早便开启针对性训练,队长谭笑称,队员们在入驻比赛场馆前,已在加速进化公司进行为期半个月的“单兵训练”,重点调试机器人定位算法与追球逻辑,以确保单台机器人能够精准识别球位并快速反应。

之后入驻了场馆,训练的重心随之转向了“团队作战”,其核心要点在于解决3台机器人的协同方面的问题,要防止3台机器人在比赛期间同时朝着同一个球扑去 。

谭笑解释说,我们编写了一套协同规则,把三个机器人划分成主攻手、辅助以及守门员 ,团队借助代价函数去计算每台机器人从当前所在位置抵达球的最短时间,耗时最少的会自动切换成主攻手,其余的就要依据位置调整为辅助或者守门员 ,这种机制能够让机器人在场上各尽其责,防止“内讧” 。

团队对底层程序反复打磨,才使得机器人在场上具备敏捷表现。谭笑称,团队未完全依赖官方提供的demo程序,而是做了针对性改造,把机器人原本“追击-调整-射击”的运球逻辑,升级成更灵活的“追击-调整-运球”模式,在机器人处于对方半场180度范围内时,会自动触发运球程序,配合“球越近发力越小”的线性控制,能减少被对手抢球的风险 。

人大附中团队正在调试代码。受访者供图

“机器人在离球门远的时候,会从事粗放调整角度带球的行为,靠近球门之后,会再进行精细瞄准射门的动作,这样一套策略,能够显著使得运球效率得到提升。”队员赵文瑾补充说道。

数据同步技术对于机器人的高效配合而言是不可或缺的。借助UDP,也就是用户数据报协议,机器人之间能够实时传输球位、自身位置等关键数据。之后,由“机器人队长”整合这些信息并分配角色。谭笑举例称,哪怕某台机器人暂时看不到球,它也能够通过队友传入的数据继续参与配合,进而实现对球的跟进。

这支队伍的独特优势在技术开发中渐渐地清晰地展现出来,贝壳财经记者知悉,团队把人工智能深入地融合进开发流程,大部分代码是由AI生成的,队员们专门于代码的阅读、调试以及优化,为了提高调试效率,团队自己开发了三套可视化工具,能实时呈现机器人与球的位置,能对比球位的定位偏差,还支持模拟决策调试。

在备赛时,队员们积极观察,学习其他顶尖队伍技术亮点,针对性找自身提升空间。谭笑观察到,清华火神队经高级步态训练,能使机器人快速旋转,用足弓踢球。中国农业大学山海队机器人动作调整速度更快,控球精准度更高。谭笑透露,赛前团队会进一步优化机器人避障与进攻能力,提升场上调整与射门稳定性。

人大附中团队正在比赛。新京报贝壳财经记者 韦博雅 摄

鼓励学生自主探索,人大附中“传帮带”育英才

这支青少年队伍得以快速成长,这和人大附中精心构建的科技教育生态密切相连。谭笑进行了透露,机器人社团是学校里规模最大的科技类社团,其采用的是“学长带学弟”这样的模式。谭笑还说道,学校推行的是项目式学习,我们并非仅仅是依靠啃书本,而是能够直接去参与比赛,要在有限的资源以及时间当中发挥出最大的能力,这样的机会十分难得 。

这种模式保证了技术的连续性,而且激发了创新,团队指导老师苏晓静流露,比赛准备的时候,得益于轮式机器人项目的积累,团队能迅速上手人形机器人,去年,他们开源了轮式机器人的代码并且帮助了全国多支队伍,这种开源精神被延伸到人形机器人开发里。

在人大附中,学生自主探索能力被置于最前列。苏晓静表明,人大附中的机器人教育秉持学校尊重个性、挖掘潜力的理念,以培育学生的工程技术素养与创新能力作为核心,看重研究性学习。老师更似导师,不仅传授知识,更关键的是传授方法,激发兴趣,挖掘潜力,在赛场上绝不进行干涉,即便失败,也要让学生在亲身经历当中总结经验实现成长。

学校的支持并非仅停留在理念方面,有着4间专属机器人教室,有着500平方米训练场地,有着从机械加工到编程的全套设备,这些构成了坚实硬件基础,有着从初中到高中的“必修课+研修课+竞赛课”金字塔式课程体系,为学生开展机器人研究提供了从理论学习到实践操作的全链条保障。

人大附中队队长谭笑。受访者供图

谭笑感慨,这是我们第一次真正进行有关人形机器人的开发以及实践,能够接触到最为顶尖的技术,这样的机会格外宝贵,以前所玩的机器人运用的是闭环控制这种较为简单的算法,而此次接触到神经网络驱动的控制算法,学到了诸多新内容,也使我们对于未来的发展方向更加明晰。

团队教练们目睹了队员们有明显的成长,有一位教练告知记者,在备赛的进程里,学生们的技术思维变得越发成熟,团队意识也更为强烈了,我们一直坚信学生具备充足的学习能力,创造力以及想象力,就我们而言,老师不应限定于“教”,而是要构建平台,连接资源,让学生们去开展交流探索。

苏晓静谈到作为青少年队伍征战本次世界人形机器人运动会的意义时表示,此前中学生大多参与轮式机器人比赛,此次中学生队伍在人形机器人比赛中亮相,相信会起到引领作用,“能让更多青少年认识到,在具身智能以及人形机器人领域,中学生也能够开展研究,人工智能并非难以触及,每个人都可以参与进去。”

新京报贝壳财经记者 韦博雅

编辑 杨娟娟

校对 贾宁

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