想知道机器人是如何踢足球的么？
目前世界里头, 那个机器人世界杯可是级别规格最高的赛事之一, 而且影响力还特别广。当中的组别里, 有两个团队, 存在多个高度动态自主机器人, 它们在足球场上相互竞争着。2024 - 2025学年秋季学期的时候，会举办仿人足球机器人校内仿真赛, 是面向全校本科生的。
因应学校赛课结合之所需, 仿人足球机器人校内仿真赛设有课程, 名为《创新设计与探究 - 仿人足球机器人技术综合实践》。
课程介绍
一种涵盖从硬件设计直至人工智能的全方面机器人技术的仿人足球机器人, 是堪称非常不错的创新实践教学平台。有授课教师引领清华大学那支仿人足球机器人队参与国际、国内的比赛场次, 获取国际比赛亚军, 获得国内比赛的冠军、亚军以及季军多达十余次。有一门课程, 它采用一种授课方式, 这种方式是虚实结合的, 它会为同学们提供一种云平台虚拟环境, 此环境是点击就可以使用的, 它把机器人硬件跟仿真平台结合。并且它还采用赛课融合的方式, 把大赛引入课程里, 以竞赛导向, 通过存在于仿真实践跟实物演示中的各项环节, 帮助学生学习涵盖全方位的机器人技术, 积极去探索机器人和人工智能技术, 以此提高创新实践能力。
本课程主要有以下内容：
#1
往年上课同学作品
深悉仿真平台以及 ROS 机器人操作系统, 借由诸如课程、实践、比赛这般的形式, 全方位地去研习仿人足球机器人关联知识, 达成对学生参与科研整个进程能力的培育。
#2
足球机器人
经“MOS仿人足球机器人”这般课程讲授, 予以仿真模拟, 加之实物演示, 得以帮学生掌握种种诸如仿人机器人的步态规划, 及其视觉感知, 还有定位规划暨智能决策等知识与技能, 于力学并机、电层面, 以及控制、软件、智能等多方面受到训练, 致使学生具备从事科研工作的基本能力。
#3
利用竞赛这种方式, 激励学生以自主型的模式去开展探索以及进行学习, 以便掌握自主学习的那种能力, 培育主动式研究的兴趣。对于那些有兴致的同学而言, 可以进一步去申请加入TH-MOS机器人足球队, 从而参与小型仿人机器人、以及大型仿人机器人的开发和研究这两项工作。
课程安排
课程针对全校本科生展开教学, 其中涵盖零基础的同学, 前半学期安排的是理论知识以及实验课, 后半学期设置的是校内仿真比赛，课程划分成四个阶段。
1. 绪论、及入门（3周）
帮助学生了解比赛、入门编程和使用仿真平台进行自主探索；
2. 机器人理论知识教学（4周）
包含操作系统, 涵盖机器视觉, 涉及机器人运动学与动力学, 关联机器人决策等方面的内容。这些内容起着辅助作用, 可助力学生达成能够参与比赛的基本水准, 与此同时进而掌握机器人的基础理论知识。
3.中期交流（2周）
在助教团队予以的指导之下, 以实验课的形式去完成一项综合性的任务, 以此来检验前半学期的学习成果以及参加后续竞赛的基本能力, 若经由考核者则可获取学分以及赛事的参与资格。
4.仿真赛阶段（7周）
是针对特定的组别, 去开展仿人机器人足球仿真比赛, 其中涵盖点球赛以及对抗赛。要完成机器人的步态规划, 有多种步速的行走步态、跌倒后爬起的步态、射门时的步态、守门员的步态等等。还要完成视觉及定位算法, 比如识别球、球门、边线以及进行位置计算等。并且要完成决策算法, 即完成不同场景下的智能决策。
丰富的教学资源帮助大家掌握技能
课程收获
上了这门课, 你能感受到科技带来的快乐, 还找得到竞技给出的愉悦, 通过合作, 自己弄明白, 做完一个有意思的挑战性项目, 学会自主式的创新, 而且完成课程后有请各位来, 加入我们的机器人足球队, 跟全世界的爱好者一起比赛, 彰显你的神采。
TH-MOS机器人足球队获得 2023世界第四名
选课信息
课程编号：
课程名称：
创新设计与探究-仿人足球机器人技术综合实践
主讲教师：刘莉
合开教师：王欣晖、康珊珊、李啟文
总学时：48
总学分：3
上课时间：6-6
考核方式
考核方法
课程实验60%
中期交流25%
参赛及成绩15%
考核要求
完成课程学习内容，并完成课程比赛环节。
• 利用视觉方法找到足球
• 规划导航路线
• 通过决策系统更改停下-行走-踢球等运动状态
• 实现踢球动作
• 实现跌倒爬起等额外动作可以加分
其他说明
• 课程配备统一标准的云平台仿真环境
• 课程配置完善的助教团队，辅导同学开发
• 课程体系完备，零基础同学友好
主讲教师介绍
刘莉，女，1965年生，博士，研究员。
他是清华大学机械系实验中心主任, 是清华大学天津高端装备研究院机器人所常务副所长, 是天津市机器人产业协会副会长, 是中国自动化学会机器人竞赛工作委员会常务委员。长久以来, 他始终从事仿人与仿生服务机器人方向、特种操作与移动智能机器人方向、自动化装备与系统集成方向的科学理论跟技术研究工作。于仿人双足机器人的运动稳定性方面, 在步态规划等理论方法研究里获创新, 进而研制出种种可自主稳定行走的、具备自主知识产权的仿人机器人系统；于航空特种机器人的喷涂方法研究上有突破, 在与装配方法的研究中取得创新, 由此研制出飞行器表面涂装特种机器人系统, 还荣获教育部技术发明二等奖；在智能服务机器人范畴, 于特种工业机器人地界, 研制出军用管道移动清污机器人, 以及轮腿结合移动机器人等好些个机器人装备及他们的工程应用系统。作为项目负责人, 作为核心成员, 已完成十余项机器人与自动化相关的国家重大型号以及国防重大型号, 已完成十余项机器人与自动化相关的科研课题, 获得四十余项国家发明专利, 发表四十余篇学术论文, 获教育部技术发明二等奖, 获北京市教育教学成果一等奖, 获清华大学实验技术成果一等奖, 获得五次优秀SRT指导教师一等奖, 带学生参加类人组国际比赛, 带学生参加类人组国内比赛, 多次获得冠军成绩, 多次获得亚军成绩, 多次获得季军成绩, 多次获得一等奖成绩。
感兴趣的同学可以直接在选课系统选课
有任何疑问都可以联系
助教岳昌宇
（微信同）
供稿丨仿人足球机器人技术综合实践课程团队
审核｜黄峰 徐宝宁 李沛泽