
在即将到来的2025年WRC世界机器人大会上,我们不禁要问:这次RoboCup机器人足球比赛中,中外队伍在哪些方面存在差距?
10月份举办的世界机器人大会,其亮点之一就是机器人比赛。这场盛事分为学术会议、企业展览和机器人比赛三个板块,其中机器人比赛无疑是最吸引人的。比赛设有六种类型,而RoboCup SPL仿人机器人足球比赛(NAO)作为国际机器人领域的专业赛事,因其趣味性吸引了大量观众,为期四天的正式比赛场场爆满。
虽然机器人经常摔倒,那笨拙可爱的姿态常常引发观众的笑声,但当它们像变形金刚一样“咔咔咔”几下自行站起来时,更是引发了一阵赞叹。
最终,美国UT Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校)队赢得了比赛,亚军则是来自澳大利亚的UNSW(新南威尔士大学)队,季军属于同济大学队。
此次大会属于交流赛,名为“Pre-RoboCup Asia-Pacific Competition”,并非Robocup每年一度的全球选拔赛。原本有8支队伍参赛,但中途有2支队伍退赛,最终参赛的队伍包括澳大利亚UNSW队、美国UT Austin队、同济大学、大连理工大学、华中科技大学和鲁东大学。
尽管参赛队伍不多,但作为交流赛,此次比赛的水平相当高,尤其是邀请到了世界级的冠亚军队伍:澳大利亚UNSW队是2025年和2025年的世界冠军,而美国UT Austin队则是2025年的世界亚军。这对于国内的团队来说,正面对战国际顶级高手,无疑是极好的学习机会。
RoboCup SPL的全称是“RoboCup Standard Platform League”,参赛队伍使用统一的机器人硬件平台(此次为软银公司的NAO机器人),进行纯软件技术的比拼。比赛在一个缩小的足球场上进行,两队机器人按照人类足球赛的规则,自主进行足球比赛,进球即为得分。
比赛的主要规则如下:球的颜色会影响比赛的难度,因为球门和边线都是白色的,黑白球的识别难度就更大。机器球员也存在犯规的情况,比赛中经常有球员被罚下场,惩罚时间为45秒,这对得分影响颇大。在雷锋网观看的决赛中,由于推搡对手,其中一个球员被罚下场,中场一下子就空了,对方趁机轻松进了一球。这样的情况在比赛中发生了好几次。
一般一支队伍中,至多同时有两个机器人被罚下场,但如果再遇到一个故障,场上就只剩两名球员,面对2:5的对垒,胜算自然不大。发生推搡的情况,通常是因为避障功能没有做好。“避障其实不难,难在怎么让机器人自己判断应不应该避障。”同济大学参赛队伍TJArk队长曾志颖告诉雷锋网,“避障可以用机器学习的方法来做,但是比较麻烦......一般都是让它满足一定条件就去避障。”
关于RoboCup SPL涉及的技术,曾志颖表示主要有四个部分:模式识别、自主定位、机器人行走和智能决策。机器人首先要识别出球、球门、边界线等,然后根据图像、里程等信息对这些目标物进行定位,再快速平稳地行走,同时多个机器人要相互配合,规划路径选择行动策略。
同济大学TJArk队参加RoboCup SPL已有10年历史,是中国顶尖团队,最好成绩是2025年的世界八强。同济大学以实验室的形式维护着RoboCup的传统,由陈启军教授指导,12名队员几乎都是同一个课题组的,开云体育。
此次TJArk团队由6名研究生和6名本科生组成。一般来说,一个学生会待2年时间,“大四待一年,熟悉比赛,升研一之后作为主力”,曾志颖说道。

而雷锋网所了解的另外两支中国队伍,就没有同济这么多队员和系统化的组织结构。但同济还在羡慕国外团队,因为对方甚至有教授帮着写代码。
这次澳大利亚UNSW队来了两名队员:Jeremy Collette和Kenji Brameld,前者大四,后者才大一。
Collette告诉雷锋网:“几年前,我们的机器人行走使用了强化学习(Reinforcement Learning),这是由我们的一个教授所构建。他使用了仿真模拟(Simulation),然后把学会了行走能力的仿真系统放到真正的机器人上。所以我们的行走能力是最强的。但这个系统的代码已经开源了,这次美国队使用的就是我们的行走系统。”
Brameld补充道:“我们正在开发一些机器学习技术,会在黑白球项目上用到。这个系统目前还没有放到机器人上面,但是已经在测试了。”
Collette和Brameld称,UNSW的Robocup队伍每年大概有5-10个人,但是今年他们觉得需要更多人,所以今年大概总共有27个人,其中大部分是大一新生,另有一些硕士生和博士生,KAIYUN。前辈们带着大一新生学习,把他们培养成日后的团队主力。
最终进入决赛争夺冠亚军的,是美国UT Austin队和澳大利亚UNSW队。本来UNSW胜算很大,但是决赛中系统几乎“崩溃”了。Collette和Brameld从澳大利亚只带来了2个机器人,另外从中国科学技术大学借了3个机器人。不幸的是,他们自己带的一个机器人在决赛开场前5分钟硬件坏了,而且WiFi连接还出了问题,雪上加霜。
“所以基本情况是这样的:1个动不了、2-3个的WiFi有问题......其实两个队都进了5个球,但我们把2个球踢进自己的门,所以最后的比分是7:3。”说到这儿两位自己都笑了。
“不过这让我们意识到很多问题。其中一个就是,就算是WiFi有问题,也应该有方法在离线的情况下识别出球门,比如依据守门员球衣的颜色。我们习惯于根据自己实验室里的环境来设计机器人,但这次让我们意识到比赛现场有很多突发状况需要考虑。”另外,他们还提到美国队使用了一种很特别的“Walking Kick”的方法,机器人能一边走一边踢球,所以速度很快,给他们很大启发。
虽然有点可惜,没有拿第一,但Collette和Brameld心情还不错。当时UNSW的机器人坏掉时,“美国队很快就借给我们一个机器人,非常Nice”,Collette说道。另外跟中国团队的交流,他们觉得很有意思。有一次,Brameld跟一个中国队员聊天,语言交流有点困难。但是聊到了霍夫变换(Hough Transform)算法,发现两人都用了这个算法,就聊起来了。“这很酷,两个完全不同文化不同国家的人有这么一个共同的东西,进行讨论,这很令人兴奋”,Collette说道。
虽然“友谊第一,比赛第二”这种说法已经很老套了,但真的发生了,还是很令人高兴。