robocup冠军10年前就拿了

年轻的赵明国发动自动化系的同学组建了机器人足球队，即清华大学“火神队”。2004年，火神队带着实验室买的sony公司的机器狗参加了国内的robocup(机器人大赛)。

当时许多队伍都用的是德国队的代码，而火神队由于设计体系和思路与澳大利亚队相似，采用了澳大利亚队的代码。(比赛编程软件是开放的，所有参赛队伍用到的程序都是根据种种国外赛事的资料，通过学习优秀队伍的代码，在其原有基础上再进行改编和创造)“那个代码很繁琐，并不是很好算。我们现场将代码拍了图片，就由同学们拿到宿舍去计算。”赵明国回忆起来还带着笑意，“别的学校在现场热火朝天地进行计算，我们在现场拍几张照片就走了，其他队都惊呼清华好厉害，其实我们是不好意思当着别人的面处理这么多代码，因为跑程序要跑接近两个小时。”而比赛结果却让赵明国大吃一惊，他们得了冠军。

如今，这批机器狗珍藏在清华机器人实验室里，虽然在市场上已经寻觅不到它们的身影，但赵明国觉得它们永远都不会过时。“它们是非常好、非常可爱的产品，现在都很少有机器人能比得了。”这种编程后即可快速投入比赛的优质产品，是他一开始带领团队比赛时最好的伙伴。

跑得更快

2007年，火神队参加了国际 robocup比赛，第一次国际比赛，他们的双足机器人就在12米竞速走挑 战赛中得了第一名，成为当时跑得最快的机器人。“回来后许多人来参观，把我们的机器都跑坏了。”赵 明国笑着说。在双足机器人直走速度上做出突出贡献的小伙子张楫，令赵明国印象深刻，他是全系公认做步态研究做得最好的学生，一米九十多的大高个，所有人都以为他是体育特招生，其实他是物理、数学竞赛保送生，科研能力很强。当时他 的辅导员是自动化系的研究生，也 是机器人实验室队长，引荐他加入。

大二时张楫就开始跟自己的辅导员一起准备robocup，他动手很快，又很有想法，短短一个多月就在机器人步态研究方面有进展，并在国内期刊上发表了文章——论文审查往往需要几周到几月的时间，他却三四天就被通知录用了。而此时，引荐他来实验室已经读研二的队长虽然做了很多重要的代码工作，但 还未发表一篇文章，得知张楫发表论文的消息，队长高兴之余也暗自更加努力做出自己的科研成果。

2007年后，实验室进行了战略调整，成立人形组，开始关注机器人硬件，做了大大小小几个优秀的人型机器人。在不断地演练与测算中，同学们将机器人观察、捕捉、运动的精准度不断提高。每个同学也都在不停地完成新的任务，丰富了自己多方面的技能。2012年，实验室的何建军同学实现了一种机器人快速踢球动作的编辑算法，即通过几个参数的修改，机器人就能够自动生成新的踢球动作。这种方法解决了踢球动作规划的快速性，但效果的好坏还需要人的监督。目前，侯一凡同学受这一方法的启发，正在开发一种可以直接模仿人动作的方法，已经取得了初步的成果，并发表了一篇国际会议论文。

看得更准

踢球最基本的是知道球在什么位置，关于球的识别，实验室一度找不到特别好的算法，往往当球被 遮挡的时候就识别不出来。“2013 届徐持衡的算法解决了这个问题，是当时我见过最好的方法。”赵明国到现在仍忍不住赞叹。

徐持衡是计算机系的，参加过奥林匹克信息竞赛，他在原有的体系下做出了最有效的识别算法，即使球被隐藏在其他机器人身后、仅 仅露出一个月牙儿，也能准确地识别出来。这个方法一直运用到2014 年。“现在他放弃了香港大学博士、mit读博士offer，发挥其科研能力，跟当时在机器人实验室的几个小伙伴，到清华科技园创业做计算机视觉，计算机视觉应用很广， 比如工业监控，最近很火的颜龄测试网站how old.net 也是利用计算机视觉。公司现在有四五十人，做得非常好。”赵老师说，“大概有十几个人的时候，我去了一次，发现好多人是我们实验室走出来的，都被他们招去了。

赵老师说，机器人实验室给大 家绝对的空间，有些人做不下去离开，也有些人做得好，在组建自己的小团队，研究过程中也会遇到很多头疼的、做得不太顺利的、甚至失败的，实验室也给他们时间成长。

攻坚联盟

机器人研究，不仅仅是比赛，最终还是要和教育结合起来。2009年开始，参与国际赛事、研发相关机器人的研究模式正式改成自动化系一门正式课程。“2007年以后的机器人大赛中，我们至少拿到前三名，后来我们开始不强调成绩，不要求研究生参与，而是在三年级本科生里选优秀的学生来培养，通过比赛的过程去检验学习成果和测试综合能力”。

机器人实验室一般每年十几个人，第一年参加比赛后，下一年又有七八个新队员进来，愿意留下来的老队员再作为助教带新队员，或者带着自己的小团队继续攻关。这样滚 动循环，总有新鲜血液也总有老队员传承。机器人是特别庞大的一个体系。队员进来对整体初步了解之后，会选择某一感兴趣的部分。小组内部的题目不停变换，学生根据自己专长，不停接受挑战。

国际比赛每年的规则也都会变，队员必须根据新的规则作出调整。“比如，原来是橙色的球，我们识别得非常好，但今年换成白色球，就更容易跟一些logo或者坐席中的白 衬衫等各种东西混淆，怎么样把它识别出来是我们的新课题。”赵老师说，“老队员根据经验拍几百张照片，编了一个类似英语考级的历史情况测试题库，来评测完成质量。”

队员们还会因任务不同进行配合。开始的时候可能是搞步态的一组、搞视觉的一组、搞决策的一组……根据比赛需要依具体的任务再进行组合协同，比如任务是把球抓起来抛出去或者是把球踢得很高，就要考虑这个由谁来做该怎么做，如果是视觉和运动的配合，就要找懂视觉和懂运动的队员来协同。赵老师说：“很有意思的是， 队员之间还有各种奇怪的内部昵 称，我不太懂，但他们觉得昵称能 把任务与人迅速匹配。”

这个过程不断地锻炼大家协调协作的能力。每周四上课时，老师讲解与辅导；而周六是实验室开放日，队员们自己拿着钥匙、协调时间，在实验室进行自主研发。2014年在巴西 比赛期间赵老师在美国，包括组织比 赛、参加比赛几乎所有事情全部他们自己搞定。

走向实用

赵老师说，也许明年就不会参加robocup比赛了。因为实验室正在从比赛型向国际竞赛驱动的研究型转变。实验室正在研究足式机器人的运动控制方法、基于被动行走的动力行走方法和机器人定位技术。“开始是为了比赛而学习这些技术，现在是研究这些技术并在比赛中进 行测试。”赵明国阐释道。国际上已经出现一些更新更专业的应用型比赛，今年一个国际会议上出现亚马逊赞助的叫pick-up的比赛，亚马逊有自动的仓储物流，自动化基本都解决了，就是b2c的过程要把商品从架子上拿出来还需要人来做。pick-up 就把这个变成一个题目，在机器人的一个学术会议上搞一个比赛，他们很感兴趣，希望做一些应用型的机器人。

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