2025世界人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)會(huì)開(kāi)幕在即，全國(guó)70所學(xué)校的192支優(yōu)秀隊(duì)伍將齊聚“冰絲帶”，展現(xiàn)青少年和高校學(xué)子在科技賽場(chǎng)的青春風(fēng)貌。
8月5日，ROBO LAND機(jī)器人營(yíng)地的一場(chǎng)3v3足球訓(xùn)練賽提前點(diǎn)燃熱度——中國(guó)人民大學(xué)附屬中學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“人大附中”）Prototype原型隊(duì)以7:1的大比分戰(zhàn)勝北京林業(yè)大學(xué)隊(duì)，其機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)、判斷球位及擊球時(shí)反應(yīng)果斷，屢次破門(mén)。
賽后，這支青少年隊(duì)伍分享了他們?cè)跈C(jī)器人開(kāi)發(fā)與訓(xùn)練中的技術(shù)突破，以及背后的成長(zhǎng)故事。
人大附中Prototype原型隊(duì)。受訪者供圖
從“運(yùn)球控球”到“追擊射門(mén)”，8人高中生戰(zhàn)隊(duì)打造賽場(chǎng)優(yōu)勢(shì)
作為一支高中生隊(duì)伍，人大附中團(tuán)隊(duì)此次共有8人參加，覆蓋高一學(xué)生到高三畢業(yè)生。成員們分工明確，程序組成員負(fù)責(zé)定位、通訊、單刀能力的相關(guān)代碼調(diào)試。結(jié)構(gòu)組則負(fù)責(zé)機(jī)器人配件的開(kāi)發(fā)。
為備戰(zhàn)賽事，人大附中團(tuán)隊(duì)很早便開(kāi)啟了針對(duì)性的訓(xùn)練。隊(duì)長(zhǎng)譚笑說(shuō)，在入駐比賽場(chǎng)館前，隊(duì)員們已經(jīng)在加速進(jìn)化公司進(jìn)行了為期半個(gè)月的“單兵訓(xùn)練”，重點(diǎn)調(diào)試機(jī)器人的定位算法與追球邏輯，確保單臺(tái)機(jī)器人能精準(zhǔn)識(shí)別球位并快速反應(yīng)。
而入駐場(chǎng)館后，訓(xùn)練重心便轉(zhuǎn)向了“團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)”，核心是解決3臺(tái)機(jī)器人的協(xié)同問(wèn)題，避免3臺(tái)機(jī)器人在比賽中同時(shí)撲向同一球。
“我們編寫(xiě)了一套協(xié)同規(guī)則，將三個(gè)機(jī)器人分為主攻手、輔助、守門(mén)員?！弊T笑解釋，團(tuán)隊(duì)通過(guò)代價(jià)函數(shù)計(jì)算每臺(tái)機(jī)器人從當(dāng)前位置到球的最短時(shí)間，“耗時(shí)最少的自動(dòng)切換為主攻手，其余則根據(jù)位置調(diào)整為輔助或守門(mén)員”。這種機(jī)制能讓機(jī)器人在場(chǎng)上各司其職，避免“內(nèi)訌”。
機(jī)器人在場(chǎng)上的敏捷表現(xiàn)，離不開(kāi)團(tuán)隊(duì)對(duì)底層程序的反復(fù)打磨。譚笑表示，團(tuán)隊(duì)沒(méi)有完全依賴官方提供的demo程序，而是進(jìn)行了針對(duì)性改造，將機(jī)器人原本“追擊-調(diào)整-射擊”的運(yùn)球邏輯，升級(jí)為更靈活的“追擊-調(diào)整-運(yùn)球”模式：當(dāng)機(jī)器人處于對(duì)方半場(chǎng)180度范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)自動(dòng)觸發(fā)運(yùn)球程序，配合“球越近發(fā)力越小”的線性控制，可以減少被對(duì)手搶球的風(fēng)險(xiǎn)。
人大附中團(tuán)隊(duì)正在調(diào)試代碼。受訪者供圖
“離球門(mén)遠(yuǎn)時(shí)機(jī)器人會(huì)粗放調(diào)整角度帶球，靠近后再精細(xì)瞄準(zhǔn)射門(mén)，這套策略能顯著提升運(yùn)球效率?！标?duì)員趙文瑾補(bǔ)充道。
機(jī)器人的高效配合還離不開(kāi)數(shù)據(jù)同步技術(shù)。借助UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議），機(jī)器人之間能實(shí)時(shí)傳輸球位、自身位置等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，再由“機(jī)器人隊(duì)長(zhǎng)”整合信息分配角色。譚笑舉例，“哪怕某臺(tái)機(jī)器人暫時(shí)看不到球，也能通過(guò)隊(duì)友傳來(lái)的數(shù)據(jù)繼續(xù)參與配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)球的跟進(jìn)?！?/p>
在技術(shù)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，這支隊(duì)伍的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)。貝殼財(cái)經(jīng)記者了解到，團(tuán)隊(duì)將人工智能深度融入開(kāi)發(fā)流程，大部分代碼由AI生成，隊(duì)員們則專注于代碼的閱讀、調(diào)試和優(yōu)化。為了提升調(diào)試效率，團(tuán)隊(duì)還自主開(kāi)發(fā)了三套可視化工具，可實(shí)時(shí)顯示機(jī)器人與球的位置、對(duì)比球位的定位偏差，還支持模擬決策調(diào)試。
在備賽過(guò)程中，隊(duì)員們也在積極觀察和學(xué)習(xí)其他頂尖隊(duì)伍的技術(shù)亮點(diǎn)，針對(duì)性地尋找自身提升空間。譚笑觀察發(fā)現(xiàn)，清華火神隊(duì)通過(guò)高級(jí)步態(tài)訓(xùn)練，能讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)快速旋轉(zhuǎn)，并用足弓踢球；中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)山海隊(duì)的機(jī)器人動(dòng)作調(diào)整速度更快，控球精準(zhǔn)度更高。譚笑透露，賽前團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)器人的避障與進(jìn)攻能力，提升場(chǎng)上調(diào)整與射門(mén)的穩(wěn)定性。
人大附中團(tuán)隊(duì)正在比賽。新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者 韋博雅 攝
鼓勵(lì)學(xué)生自主探索，人大附中“傳幫帶”育英才
這支青少年隊(duì)伍的快速成長(zhǎng)，離不開(kāi)人大附中精心構(gòu)建的科技教育生態(tài)。譚笑透露，作為學(xué)校最大的科技類社團(tuán)，機(jī)器人社團(tuán)采用的是“學(xué)長(zhǎng)帶學(xué)弟”的模式?！皩W(xué)校還推行項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，我們不是光啃書(shū)本，而是能直接參與比賽，在有限的資源和時(shí)間里發(fā)揮最大能力，這種機(jī)會(huì)很難得?！弊T笑說(shuō)。
這種模式不僅保證了技術(shù)的連續(xù)性，更激發(fā)了創(chuàng)新。團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)老師蘇曉靜透露，在備賽時(shí)，團(tuán)隊(duì)能快速上手人形機(jī)器人，正是得益于輪式機(jī)器人項(xiàng)目的積累。去年，他們還將輪式機(jī)器人的代碼開(kāi)源，幫助了全國(guó)多支隊(duì)伍，這種開(kāi)源精神被延續(xù)到人形機(jī)器人開(kāi)發(fā)中。
在人大附中，學(xué)生自主探索的能力被推到了首位。蘇曉靜表示，“人大附中的機(jī)器人教育秉承學(xué)校尊重個(gè)性，挖掘潛力的理念，以培養(yǎng)學(xué)生的工程技術(shù)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力為核心，重視研究性學(xué)習(xí)。老師更像導(dǎo)師，不只傳授知識(shí)，更重要的是傳授方法，激發(fā)興趣，挖掘潛力，賽場(chǎng)上絕不插手，哪怕失敗，也要讓學(xué)生在親身經(jīng)歷中總結(jié)成長(zhǎng)?！?/p>
學(xué)校的支持不止于理念。4間專屬機(jī)器人教室、500平方米訓(xùn)練場(chǎng)地、從機(jī)械加工到編程的全套設(shè)備，構(gòu)成堅(jiān)實(shí)硬件基礎(chǔ)；從初中到高中的“必修課+研修課+競(jìng)賽課”金字塔式課程體系，為學(xué)生開(kāi)展機(jī)器人研究提供了從理論學(xué)習(xí)到實(shí)踐操作的全鏈條保障。
人大附中隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)譚笑。受訪者供圖
“這是我們第一次真正參與人形機(jī)器人的開(kāi)發(fā)和實(shí)踐，能接觸到最頂尖的技術(shù)，機(jī)會(huì)特別寶貴?！?譚笑感慨，“以前玩的機(jī)器人用的是閉環(huán)控制這種簡(jiǎn)單算法，這次接觸到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)的控制算法，學(xué)到了很多新東西，也讓我們更清楚未來(lái)的發(fā)展方向?！?/p>
團(tuán)隊(duì)教練們見(jiàn)證了隊(duì)員們的顯著成長(zhǎng)，一位教練告訴記者：“備賽的過(guò)程中，學(xué)生們的技術(shù)思維變得更成熟，團(tuán)隊(duì)意識(shí)也更強(qiáng)了。我們始終相信學(xué)生有足夠的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)造力和想象力，對(duì)我們來(lái)說(shuō)，老師不該局限于‘教’，而是要搭建平臺(tái)、鏈接資源，讓學(xué)生們?nèi)ソ涣魈剿?。?/p>
談及作為青少年隊(duì)伍征戰(zhàn)本次世界人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)會(huì)的意義，蘇曉靜表示，此前中學(xué)生多數(shù)參加輪式機(jī)器人比賽，而此次中學(xué)生隊(duì)伍在人形機(jī)器人比賽中的亮相，相信能產(chǎn)生引領(lǐng)作用，“可以讓更多青少年意識(shí)到，在具身智能和人形機(jī)器人領(lǐng)域，中學(xué)生也能做研究，人工智能并非遙不可及，每個(gè)人都能參與其中。”
新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者 韋博雅
編輯 楊娟娟
校對(duì) 賈寧
