关键词:足球
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机器人足球关键技术 |
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机器视觉技术 |
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无 无线通讯技术 |
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机电一体化技术 |
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智能控制技术 |
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嵌入式计算机技术 |
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战略战术技术 |
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人工生命学技术 |
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仿真技术 |
表 1 机器人足球关键技术
第一、机器视觉技术。 它给机器人球队提供“眼睛”,即用来理解和判断比赛环境的动态变化。比赛系统对机器视觉要求快速地识别球和机器人,并且准确地测定机器人和球的位置。机器视觉技术可适用于各种现场的实时监视、产品的非接触质量检验系统及各种实时智能控制系统的开发。
第二、无线通信技术。 它给机器人球队提供“耳朵”,即用来解决各机器人之间互相信息交流所必需的通信网络系统。比赛系统对无线通讯系统要求必须可靠,不受干扰及防止通信阻塞。这种技术可适用于无线网络、分布式控制及信息电器工程( 3C :计算机、通讯、消费电子)系统的开发。
第三、机电一体化技术。 它给机器人球队提供强壮的“身体”,即用来解决可靠、耐久、快速运动的机体。由于技术上的问题目前机器人上尚未装上两条腿,因此用电机驱动的轮子来代替“腿”。这种技术可适用于各种家电产品及智能机器人的开发。
第四、智能控制技术。 它为机器人球队提供行为的“决策”能力,即用来保证在复杂动态环境条件下,通过“知识”实时地产生行为决策。实际上这个决策就是足球教练的专家系统。这种技术可适用于基于专家系统的智能控制系统的开发。
第五、仿真技术。 它给机器人球队提供“学习”能力,即用来解决机器人球队的比赛策略开发环境和训练条件。这种技术可适用于各种新产品的初期开发及体育与军事上的战略、战术开发。
第六、嵌入式计算机技术。 它给机器人球队提供具有一定知识的“大脑”,即用来控制机器人的“视觉”、“听觉”、“身体”的运动及决策执行等。因此它是机器人的控制的核心。对这种专用控制计算机要求体积很小,但知识存储量大,因此需要硬件与软件之间综合技术。这种技术可适用于各种家电及各种武器装备上的专用控制计算机开发。
第七、人工生命学技术。 它给机器人球队提供高级“技巧”,即用来解决机器人在复杂的动态环境中如何有效地避免碰撞对方机器人、不犯规、以最佳路线到达目的地的路径规划问题。这个问题通过遗传算法和神经网络算法加以解决。这种技术适用于各种机器人路径规划,系统辨识等系统的开发。
第八、战略战术技术。 机器人足球实际上是两个对抗群体之间的竞争,因此必须要考虑战略、战术及其开发问题。如果在机器人足球中,将球改为目标,则系统变成追捕目标问题。这个问题通过对策论与神经网络算法加以解决。这种技术可适应于未来机器人部队追捕目标系统的开发。
综上所述,机器人足球包含着在 21 世纪我们所要开发的信息、自动化、通讯、机电一体化、仿真及决策等许多关键技术,而这些关键技术无疑对我国传统产业的技术改造和新型产业的建设具有实际意义。通过比赛洗礼的技术肯定是过得硬的,因此我们相信机器人足球中所包含的八大关键技术必将对我国产业现代化发挥重要作用。
4、机器人足球的最终目标
机器人足球刚刚诞生时,人们提出机器人足球的主要目的首先是用来研究和开发多智能体系统理论;其次是利用竞赛机制激发青年大学生的科学研究热情,培养科学与创新精神。但随着对机器人足球技术的深入研究,发现机器人足球的“竞赛” 含义 在某种意义上来说比“技术” 含义 更重要,这是因为如果我们将机器人球队之间的竞赛改为机器人足球队与人类足球队之间竞赛,那么其研究领域已深入到未来的“机器人社会”。
为此,我们大胆地提出机器人足球的最终目标是,到 21 世纪中叶或下叶用机器人足球队打败人类足球队。这和 50 年以前提出的用计算机打败人类象棋 大王 同样是个梦想,又是一个挑战性的目标。
在人类历史上曾经出现过两个里程碑项目,一个是将人类送上月球的“登月计划”,另一个是用计算机打败人类棋王的“计算机象棋”。这两个里程碑项目的最终目标固然很重要,但比它更重要的是,为实现这一目标而开发出来的许许多多的关键技术支撑了航天时代和信息社会的到来。机器人足球的最终目标同样很重要,但比它更重要的是为实现这一挑战性目标而开发出来的许许多多关键技术,机器人足球的最终目标的实现 不但能改变足球历史,而且还能改变整个人类历史 ,使人类 进入 “机器人社会”, 它同“登月计划”和“计算机象棋”一样是个伟大的里程碑项目。
5 、我国机器人足球的发展计划
由于技术问题,目前我们还不能实 现 象 人 类一样带 两条腿且能跑 的机器人来踢球。因此,在现阶段机器人与人类进行足球比赛是不可能的事情,只能开展机器人对机器人的足球比赛,而且机器人本身也不是类人机器人,而是方头方脑的小车子。但只要目标清楚,技术路线正确,那么最终目标终会实现的。