足球训练机器人,足球机器人工作原理

tamoadmin 体育头条 2024-05-29 0
  1. 国际机器人比赛的足球竞赛
  2. 人工智能在足球领域能够发挥什么作用?
  3. 机器人为什么能踢足球
  4. 足球机器人怎么踢球

机器人足球足球运动是一种大家机器人足球非常喜爱的运动。让机器人去踢足球,听起来像天方夜谭似的。机器人也能去踢足球? 而且,还是要组成一个队伍,不同的机器人要互相配合?要知道,机器人要参加比赛必须要有自己的眼睛,自己的双腿,自己的大脑,还得有自己的嘴——把自己的想法告诉别人,协同进行比赛。现在的足球机器人还没有做到像我们人一样。

国际机器人比赛的足球竞赛

机器人足球世界杯(RoboCup)能为我们带来什么?当然首先是在今年为中国科学技术大学蓝鹰队带来了冠亚军各一项,他们也成为400多支参赛队伍中成绩最好的代表队。但是我们的收获还远不只这些。

学习经验

足球训练机器人,足球机器人工作原理
(图片来源网络,侵删)

相互学习,是各队来参加机器人世界杯比赛的主要目的。机器人足球世界杯赛及学术大会是国际上级别最高、规模最大、影响最广泛的机器人足球赛事和学术会议,从19***年开始每年举办一次。比赛分为中型组、小型组、仿真2D(平面)组、仿真3D(立体)组、四足组、类人机器人、救援机器人几个大类,今年还新增了家用机器人组。此外一般还会同时举办中小学生参加的普及系列比赛。

2000年,中科大首次参加了在澳大利亚举行的机器人足球世界杯的仿真2D比赛。之所以选择这个项目,据蓝鹰队指导老师陈小平教授介绍,是因为这个项目进入门槛比较低。由于赛事组织者免费提供公共软件平台,不需要购买或制作实体机器人,学校不用花太大力气就可以开展研究工作。陈老师说:等获得了好的成绩再申请研究经费就比较容易了。随着比赛成绩稳步提高,蓝鹰队随后获得了国家自然科学基金、863***以及学校提供的经费支持。

既然是竞争对手,那么保密工作是否破坏了大家互相学习的渠道呢?陈老师说,尽管存在这种情况,但在机器人调试和比赛过程中还是可以学到一些东西的。比如仿真2D比赛中,可以看出有的球队利用“决策树”模型设计的程序,由于工程量很大,所以这类球队要么精于下底传中,要么热衷中路突破,难以两头兼顾,打法比较单调。而获得亚军的德国队***用了“马尔柯夫决策(MDP)”等算法,水平大大提高,蓝鹰队则***用了更先进的“部分可观马尔柯夫决策(POMDP)”等算法,实力也更加强劲。这种实战中的学习非常重要。澳大利亚的两只队伍在今年的比赛中包揽了四足机器人组的冠亚军。这是因为他们距离很近,每一到两个星期就要比赛一次,然后再回去改进,通过不断积累,他们的技术已领先别人很多。

据陈老师介绍,参加过比赛的队伍都觉得来到现场以后大开眼界,学到了很多东西,这使机器人足球比赛的水平不断提高。

增进认识

陈老师认为,目前尽管国家的科技主管和各个高校已开始重视机器人足球世界杯,但社会的宣传还远远不够,大多数人并没有把它视为学术前沿,而当成了像奥林匹克数学、物理一样的简单竞赛。实际上,机器人足球赛运用了人工智能和机器人制造两方面技术,研制过程涉及了计算机、自动控制、传感与感知、通讯、精密机械和仿生材料等众多学科的前沿研究与综合集成。

尽管仿真机器人比赛不需要实体,似乎会比较简单。其实不然,正是由于这个特点,仿真2D比赛成了考察决策水平的最高级较量场所。仿真机器人足球的研究重点是球队的高级功能,也就是如何指挥球员在动态环境中进行合作、判断对方跑位和战术,并贯彻设计人员的战术意图。这类机器学习和决策问题也是当前人工智能研究的热点。

通过竞赛,各种不同的新思想、新原理、新技术可以得到客观的评价。哪个学校的人工智能研究出色、哪个国家的机器人制作精良,光靠论文和展示并不能说明问题,最直接的方法还是要拿到同一个舞台来比一比。也就是说,机器人足球是以体育竞赛为载体的前沿科研竞争和高科技对抗,同时也是展示高科技进展的窗口和促进科技成果实用化和产业化的新途径。

目前,参加机器人足球世界杯的队伍大多来自于高校,来自企业的很少。据陈老师解释,这是因为企业一般希望研究在近期就能产生成果,而比赛***用的技术离实用化还有一段路要走。不过,也有技术已经转换为了商品,比如实体机器人使用的图像分析技术就已被开发成图像***集卡进行销售。此外包括微软、索尼、SGI等大公司在内的企业也在密切关注着机器人世界杯,他们还会在比赛场馆中展示自己的产品。

普及概念

不管国内还是国外,目前的机器人足球比赛研究经费主要还是来自于***研究项目。在美、日等发达国家,由于经济水平较高,不仅有获得***或企业支持的参赛队,还有自己掏腰包的业余爱好者。这些力量成了机器人技术发展的土壤。

随着2008年第12届机器人足球世界杯在中国苏州举办,我国的机器人研究也将迎来一个发展的***。陈老师说,目前国内研究机器人足球比赛的高校已经有上百所,但每年能参加比赛的也就10几所,由于经费问题,没能进入决赛的队伍几乎都不会出国去观摩。如果机器人世界杯能在中国举办,大量爱好者都可以前去考察和学习,这将大大推动这方面的研究。

从第一架飞机上天,到人类登月,中间用了50年;从第一台电脑诞生,到深蓝超级电脑打败世界象棋冠军,其间又是50年。以此类推,19***年第一届机器人足球比赛在日本举行,到了2050年,机器人或许就能够打败由人类组成的足球队了。

人工智能在足球领域能够发挥什么作用?

机器人足球竞赛让机器人踢足球的想法是在1995年由韩国科学技术院(KAIST)的金钟焕(Jong—Hwan Kim)教授为了发展多智能体技术而提出的。1996年11月,他在韩国***的支持下首次举办了微型机器人世界杯足球比赛(即FIRA MiroSot‘96)。机器人足球是人工智能领域与机器人领域的基础研究课题,是一个极富挑战性的高技术密集型项目。它涉及的主要研究领域有:机器人学、机电一体化、单片机、图像处理与图像识别、知识工程与专家系统、多智能体协调、以及无线通讯等等。机器人足球除了在科学研究方面具有深远的意义,它也是一个很好的教学平台。通过它可以使学生把理论与实践紧密地结合起来,提高学生的动手能力、创造能力、协作能力和综合能力。国家所提倡的素质教育中,能力培养是核心。机器人足球提供了一个对学生的能力进行培养的大舞台。国际上最具影响的机器人足球赛主要是FIRA和RoboCup两大世界杯机器人足球赛,这两大比赛都有严格的比赛规则,融趣味性、观赏性、科普性为一体,为更多青少年参与国际性的科技活动提供了良好的平台。 FLL是另一个综合系列的机器人竞赛。FIJL(FIRST LEGO LE***UE)是一个为全世界9 16岁的孩子们提供机器人竞赛的国际性组织。每年秋天,大赛组委会将统一在全球公布这年的FLL挑战赛主题,以及按照主题细化的具体比赛项目,参赛队要在任务公布后的两个月时间内设计出能够完成任务的机器人,参加区域选拔赛,优胜者可以进入全球决赛。2004年FLL机器人工程课题挑战的主题是:使用机器人技术来帮助能力不同的人。具体比赛项目包括:摆放CD、玩篮球、爬楼梯、喂宠物、开门、读巴士站牌、推椅子、送餐和取眼镜等项目,主要目的是让孩子们体验残疾人的生活方式,引起孩子们对他们的关注,呼唤他们的爱心。FLL每年的挑战主题都不同。表中列举的历届比赛主题,有的是根据实际问题提出的,有的是引导孩子们进行科幻想象的,这些主题不仅有趣,更提供开放性的问题解决方案,学生可以用不同的方法达到同一项目标,从而鼓励学生充分发挥想象力、创造力,培养学生的开发性思维,可见机器人竞赛已经成为一个能激发孩子们的学习兴趣、引导他们积极探索未知领域的良好的平台。FLL的比赛项目还包括常规赛、足球赛、电脑机器人创意设计与动手做比赛等等。

机器人为什么能踢足球

人工智能将在足球领域发挥着非常重要的作用。随着人工智能技术的逐步快速的发展,人工智能将进入各个领域尤其是足球行业。

一、AI智能的发展

最近有巴萨所提供场地进行的人工智能的足球训练非常顺利的进行。现场所捕捉到的画面是由人工智能队员完成的,不需要任何操作员的跟随。随着科学技术飞速发展,在计算机领域,我们也得到了不断的升华。巴萨开始追求技术上的改革,并且有现场传回来的信息反馈可以看出A.I人工智能机器人,他们在运动中几乎可以实时准确的分析运动员的实力和行为予以纠正,可以说人工智能在足球领域发挥着非常重要的提醒作用。

二、历史发展的必然趋势

我们根据提前录制好的一些技术动作要领的***,来给球员进行针对性的练习,如果有哪些地方做的不是很到位,那么人工智能就会提醒在场的教练员对队员进行纠正以及动作正确的讲解。并且还根据制定好的战术布置,让球员在实践中进行训练比赛。有人工智能对它们的动作以及在赛场上的处理问题的及时性进行纠正,并且会将相对应的***发给后台的教练组与大家进行现场的讲解和改正。

三、巴萨的超前意识

巴塞现在比较热衷于运动的分析和人工智能技术的发展,这也是巴塞作为俱乐部创造中心的一个非常重要的领域,并且也取得了一定的成果。随着人工智能机器的不断的发展,以及我们人类的不断研究创新。人工智能模型会在足球界创造更大的空间会给足球运动员及时纠正错误的动作。能够帮助队员及时的拿到冠军以减少传球的路线和传球技术上的漏洞。人工智能能够准确的分析出球员的跑位空间,以及足球运动的路线能够更好的取得整场比赛的胜利。国际网络水平高速发展的时期,人工智能AI技术在足球赛场上具有一定的管理地位。

人工智能能够帮助我们管理者最大限度的管理我们的足球队员,能够让教练员对于每个队员都能够进行实时的掌控。未来我们更注重数据分析以及比赛的评估。目前来看,这项这座是核心的技术。是完全可以替代我们教练员的,因为教练员的观点有人为的因素在里边,然而人工智能够更好地分析数据来让我们评估比赛。

足球机器人怎么踢球

足球机器人是没有脚的,因此它不能像人那样用脚踢球。足球机器人利用倒立的塑料瓶子来进行充气,充气以后,等机器人抓到“足球”以后,就会把这瓶子里的气体喷出来,实现“踢球”的过程。

在机器人的中间装有一组电子眼,称为“复眼”,它们是一组光电传感器,可以看到红光从而对足球进行定位,复眼具有360度的视角,它能发现足球上小红点发出的光线,然后对其进行跟踪追随,所以无论足球在什么方向都可以被足球机器人发现。

当机器人追上足球的时候,它会利用一个上方轮子滚动产生的滚动摩擦力把足球抓住,然后就可以通过前面提到的喷气的方式把足球踢出去了。

另外值得提倡的是,整个机器人系统的供电电压是9伏特,属于低电压(低于36伏特的电压对人体无损害),因此没有触电危险。

扩展资料:

就如同***足球一般,为了应对对手不同的防守,机器人的击球需具备平射和挑射的能力。机器人的平射和挑射分别由独立的机构完成,一个击球机构主要由电磁线圈、铁芯、回复弹簧组成。

机器人的击球,利用电生磁的原理,当电磁线圈瞬间通过电流时,其周围会产生感应磁场,吸引铁芯做轴向移动,将球平射击出;对于挑球,则在此基础上借助一个杠杆结构,实现将球的击出。将球击出后,中断电流,磁场吸力消失,回复弹簧将机构复位。

足球机器人怎么踢球的六个解答

1:怎么识别“队友”?

球场上风云变幻,认识周围环境是踢球的关键:怎么识别“队友”?怎么识别这移动着的是球?球门在哪里……这一切有赖于主控机系统上的“全局视觉系统”。

球场上方的摄像机是整个球队的“眼睛”,通过它,整个球场现场信息进入主机,“全局视觉系统”将之转化为一个数字坐标系,对整个区域进行精确定位。

同时,根据“球员”头顶所标色块的不同,主机将它们分为对方、我方,并会将这些“球员”编号,一一识别。这种识别,也包括对球的识别,球不过是一个特殊的“点”。

开赛之后,在主机“眼里”,整个球场就是一个坐标系,球员和球、球门等就是这些坐标系中或动或静的“点”。通过“全局视觉系统”,主机实时的分析球场信息,发出指令,指挥“我方球员”在“坐标系”内“冲锋陷阵”:追球、拦球、配合……看起来好像“球员”长了眼似的,实质上,“球员”们的一举一动都受主机“摆布”,即使同一方的“球员”,彼此间也是没有任何“感情”可言的。

可见,表面看是球员“认识”周围环境,事实上是主机“坐观全局”。

2:怎么踢球?

说到机器人踢球,很多人会想到这样的情形:方块盒子,像吸尘器似的贴着地面移,碰到球后将球撞到一边——“整个一打台球”……不过这都是若干年前的“老皇历”了。

类人足球机器人真的是在踢,用脚踢。

一旦与球达到合适距离范围,“球员”背后小尾巴似的蓝牙无线信号接收端,就会接到主控机的踢球指令,机器人立即调用体内存储的踢球程序,对准足球,执行踢球动作。

其踢球动作迅速:抬腿——伸脚——我踢,也就1秒左右。当然,效率也高,几乎是百发百中,弹无虚发。由于身体重心放在一条腿上,为防摔个“狗吃屎”,同时还要挥动双臂,以保持身体平衡。

不过,毕竟是机器,它们每次的踢球动作太“标准”了——每次抬脚的高度、角度一模一样。但这是可以在赛前进行调整的,之后,球员们就会“不厌其烦”的执行新“标准”了。

3:怎么拦球?

所谓“攻守兼备”,球场上,光会踢球还不行,还要会拦球,所以,守门员就要“辛苦”一点了。

球一旦接近球门,像“球员”们踢球一样,“守门员”会接到主控机的守门指令,它将立即调用体内存储的守门程序,执行守门动作。它的“必杀技”就是劈腿,跟个体操运动员似的,标准的贴地180度劈腿。好在机器人踢出的球,都是贴着地面滚,飞不起来,“守门员”的腿又足够“粗壮”,顺利拦球就不在话下了。

但是,“守门员”怎么知道球是从哪个方向“冲”过来的,有没有劈腿劈个空,球却从旁边滚入球门的情形吗?其实,每次执行拦球指令前,主机还会发出一条指令,指挥“球员”迅速把拦球的角度调整好。只要能赶在球“袭来”前劈腿,拦球就是十拿九稳的。

4:怎么爬起来?

足球比赛,哪能没个跌跌撞撞的!一般机器人倒下后很难起来,而足球机器人倒地后,则会自动起立:脚贴地—曲膝—双臂按地—身体前挺—起身—直立,整个过程只有3秒左右,动作几乎和人一模一样。

与踢球、拦球等动作不同,“倒下自动站立”是足球机器人的“本能”,不需要经过主控机“下诏”。原来,在机器人体内,置有倾斜传感器,它的作用是:一旦机体符合倒下的角度范围,就会自动调用体内芯片中存储的站立程序,执行站立动作。

其实,无论是踢球、拦球还是自动站立等动作都是一种复杂动作,而这些动作的完成,都是事先将完成这些动作的程序存入体内芯片中。只不过,前二者靠主机适时发出指令“唤醒”,而“倒下自动站立”则靠身体内的倾斜传感器来“唤醒”而已。

5:怎么合作?

比赛正酣:球来了,机1立即冲过去踢——机2接着又是一脚——球滚向球门……而这一切,都是在没有人的指挥下进行的。

如此瞬息万变,它们竟也能“心有灵犀”,配合默契。

表面上看,是机器人的自主行为,而在背后,这一切都是“教练”———主控机“指挥有方”:通过“眼睛”,将球场的变化传回电脑,实时分析场地的具体形势,依靠电脑内的“自主决策系统”,迅速选择出球员,同时向该球员发出奔跑指令和踢球等指令,类似于喊:“球来了,1号球员快踢。”待该“球员”执行指令后,根据球场变化,主机会接着分析并发出其它指令。而这种指令不间断的发出,各个“球员”接收各自指令,并***取相应行动,从而达到互相配合的目的。