哈师大“足球机器人”蝉联“世界杯”“威威”惊诧世界

　　由国际机器人足球联盟（FIRA）主办的第九届世界杯机器人足球锦标赛（FIRAROBOWORLDCUP于2004年10月27日至10月31日在韩国釜山举行，来自21个国家的大学和科研院所共计100多个代表队参加了角逐。哈尔滨师范大学机器人足球队（队名威威WillWing）一路所向披靡，以压倒优势横扫赛场，一举夺得仿真5对5比赛冠军。这是哈师大继2003年在维也纳取得冠军后又一次折桂。

　　走近“威威”

　　“没有人能想到像我们这样一个省属师范类非工科学校能够夺得世界杯机器人足球锦标赛的冠军。比赛之始，没有人看好我们，但最终我们却取得了成功，成为参赛代表队中的一匹‘黑马’。”回想当初，哈师大足球机器人的“父亲”、两届参赛领队———计算机系、人工智能教研室副教授张伟老师面带微笑，不无骄傲，“简单地理解，仿真型机器人足球就是类似于人们所熟知的‘深蓝’人工智能软件。哈师大的足球机器人能够两次在世界杯机器人足球锦标赛仿真比赛中夺冠，足以说明目前哈师大的机器人智能软件开发技术已经处于世界领先地位。”

　　张伟讲，仿真机器人足球，就是一种软件，一种拥有人类一样智能水平的软件。直观地描述，在电脑屏幕上被模拟成机器人形状，在屏幕上的赛场里纵横驰骋，果断而迅速地做出各种反应和决策，应对赛场上的风云变幻，以高超的技术和判断战胜对方。仿真机器人足球比赛，其实比的是群体机器人策略软件的智能水平。是在仿真平台上开发出来的软件直接应用到足球机器人的硬件中，用计算机语言来实现人类足球竞技运动的全过程，从而促进人工智能技术的进一步发展。在仿真平台上所开发出来的软件就相当于足球机器人的大脑，它需要在千变万化的动态环境中瞬间捕捉信息并做出决策，而这些决策是需要非常复杂的方程来实现的。这些方程的次数高达六次以上，从代数角度来说，这是无解的，所以必须在计算机的算法上有所突破。张教授带领他的学生们在这方面作出过许多尝试，并取得了重大突破，从而使得“威威”在赛场上能够做到迅速转身，射门准确到位。巧妙的赛场传递和战术配合，使对手无懈可击，最终占据场上主动权，在决赛中以7：0的绝对优势获得2004年釜山世界杯机器人足球大赛仿真组冠军。

　　1999年，张伟开始研究开发仿真足球机器人软件。从迷上足球机器人开始，张伟就没有一个休息天和节假日。1999年，他和学生研究的足球机器人软件参加了我国第一届足球机器人锦标赛，参赛项目是3对3。这次参与虽然没有夺得名次，但却给张伟很大的鼓励。2003年7月，张伟开始带领同学集中精力开发11对11机器人足球策略软件。经昼夜奋战，半个月后在全国选拔赛获得该项第一名，从而取得了当年赴维也纳世界杯赛的入场券。此后50天，为了在维也纳世界杯夺冠，他们进行了异常艰苦的努力。学校假期搬迁，张伟就把实验室设在家里。为了抢时间，每天只睡4个小时，连做饭的时间也挤出来编程，以方便面充饥。张伟提出了8个有关加强防守、中场拦截、进攻配合以及下底传中补射的算法方案，带领同学进行上千次试验，筛选最优算法，精心编程，无数次调试，终于取得了成功。10月初，在奥地利维也纳的国际机器人足球联盟世界杯锦标赛上哈师大力挫34个国家和地区96个大学及科研院所的代表队，一举夺冠，一鸣惊人。

　　今年，第九届世界杯足球机器人大赛上，哈师大机器人足球队（队名威威WillWing）再次挫败来自21个国家的大学和科研院所共计100多个代表队，一路所向披靡，以压倒优势横扫赛场，夺得仿真5对5比赛冠军。

　　几年的付出和努力，张伟感慨颇多：“就高校来说，加强对本科生创新能力的培养是衡量办学层次的一个重要指标。我们这样的一支队伍能够多次夺冠恰恰说明了这个问题。虽然囿于经费和某些条件的制约，哈师大暂时还只能研究仿真机器人的软件技术，要想做成硬件困难重重，但是一旦具备了人力、物力和财力，相信哈师大的足球机器人会让国际机器人足球联盟再次刮目相看。人工智能是很尖端的学科，研究机器人的意义深远，将来的火星开发、月球开发都将是机器人唱主角。可以说，谁拥有了先进的机器人技术，谁就会占上风。现在的足球机器人技术就是将来机器人领域开发的一个实验平台和基地。”

　　链 接

　　机器人足球

　　机器人足球赛

　　机器人足球享有“发展人工智能的新里程碑”、“一个小平台上的技术战争”和“一个机器人社会的缩影”等美誉。这项科技大赛，是由韩国学者金钟焕在1995年9月提出的，建议以足球竞技方式来推动人工智能关键技术的发展。

　　第一届机器人世界杯在韩国大田举行，后法国巴黎、巴西圣保罗的康皮拉斯、澳大利亚的堪培拉、中国北京、奥地利的维也纳、韩国釜山等地先后举办了世界杯机器人足球锦标赛。目前已有34个国家和地区96个大学及科研院所派队参赛。

　　FIRA中国分会于2004年5月30日在武汉工程大学成立，其中包括北京地区、西北地区、华北地区、东北地区、华中地区、西南地区及华东地区7个地区分会，53支代表队，其中包括清华大学、北京大学、南开大学、哈尔滨工大、南京工大、西南交大等重点名牌大学及多所重点工科院校。哈尔滨师范大学是全国惟一一所参赛的师范类大学。

　　比赛规则

　　国际机器人足球联盟（FIRA）仿真组比赛是在一个标准的计算机环境内进行的。比赛规则与国际足球联合会的比赛规则相似。FIRA提供标准的比赛平台即Server系统，它与真实机器人足球比赛环境完全一致；参赛队双方将自己开发的机器人足球比赛的策略控制软件即Client程序输入到Sever系统，模拟实际比赛。

　　Server允许竞赛者使用各种程序语言编制Client程序。比赛以Client/Server方式进行。Server提供了一个虚拟场地，并对机器人的行为（如视觉系统、策略系统、通信系统、机电一体化系统等）进行仿真。Client相当于球员的大脑，指挥球员的运动。

　　裁判员由人担任，也可以辅之以电子裁判（即裁判软件）。人们通过显示器观看比赛。比赛结果标志机器人智能软件的研制水平。

　　比赛目的在于促进计算机人工智能领域多智能体系统理论研究和技术创新。

　　本届机器人足球“世界杯”大赛

　　本届FIRA机器人足球“世界杯”大赛共有21个国家的大学和科研院所共计100多个代表队参赛，所有代表队都是在经过本国选拔赛获得前3名后才取得参赛资格的，参赛队员除哈师大外均是计算机专业人工智能及机器人领域的研究生和博士生。哈师大以一个省属师范类非工科学校的身份且全部由本科生组成的代表队，先后蝉联2003年维也纳机器人世界锦标赛仿真11：11组和2004年釜山世界锦标赛仿真类5：5组冠军，这也是令业内人士为之惊叹之处。

　　仿真技术

　　仿真技术是计算机人工智能领域研究的重要方面。它一方面为足球机器人智能软件的开发者提供开发环境和开发手段，同时用计算机模拟真实的比赛环境，为软件开发者调试和验证策略软件提供手段。在仿真系统中开发软件可以极大地加快软件的开发速度，降低开发成本。在仿真环境下开发的机器人足球策略软件可以直接放到真实的足球机器人系统运行。

　　目前，在大量的机器人被应用于世界各地的制造业的同时，人工智能也广泛地应用于诸如农业、建筑业、医疗和教育等非工业领域。人工智能机器人过去出现在科幻小说和电影中，如今却已成为现实。虽然人工智能科技发展的历史只有短短十几年，但毫无疑问，它必将成为未来生活的重要组成部分。或许某一天，人工智能家庭机器将会像电话一样进入我们每个人的生活之中呢。（黑龙江日报）