2 目前存在的難題和解決途徑
綜合上面的分析， 將3 支強(qiáng)隊(duì)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行比較， 如表1 所示。
表1：參賽強(qiáng)隊(duì)關(guān)鍵技術(shù)比較
目前， 在全自主機(jī)器人足球賽中具有挑戰(zhàn)性的難題是：
(1) 如何充分利用多個(gè)機(jī)器人的傳感器信息以 獲得對(duì)環(huán)境相對(duì)完整的感知。 單個(gè)機(jī)器人的感知總 是有限的。 在比賽中， 有效信息量越充分， 決策就越 具有理性。 在不能使用全局視覺的中型組比賽中， 利 用多機(jī)器人傳感器融合來獲得對(duì)環(huán)境相對(duì)完整的感 知是一條很有效的途徑。 由于傳感器提供的信息受 環(huán)境狀態(tài)和傳感器本身特性的制約， 分布在不同機(jī) 器人上的傳感器所提供的信息并不是完全可靠的， 機(jī)器人之間也可能存在相互干擾。 因此， 解決該問題 可以根據(jù)每個(gè)機(jī)器人隊(duì)員自身傳感器的不同特點(diǎn)， 利用其優(yōu)勢(shì)， 避開其短處， 同時(shí)結(jié)合多機(jī)器人的協(xié)作 策略來制定相應(yīng)的融合算法。
(2) 如何設(shè)計(jì)協(xié)作策略以提高機(jī)器人球隊(duì)的整 體性能。 機(jī)器人之間的配合是機(jī)器人智能的一個(gè)集 中體現(xiàn)。 雖然每個(gè)參賽隊(duì)都制定了自己的配合策略， 但是機(jī)器人在比賽中的表現(xiàn)卻不太令人滿意， 多個(gè) 機(jī)器人的配合不僅不易實(shí)現(xiàn)， 而且常常出現(xiàn)一方隊(duì) 員相互干擾的現(xiàn)象。 解決該問題可以從兩個(gè)方面考 慮： 一方面， 提高單個(gè)機(jī)器人的獨(dú)立行為能力， 降低 單個(gè)機(jī)器人對(duì)其他機(jī)器人的依賴性; 另一方面， 在制 定協(xié)作策略時(shí)， 要充分考慮本隊(duì)機(jī)器人的特點(diǎn)， 從簡 單、實(shí)用的角度出發(fā)， 避免出現(xiàn)對(duì)單個(gè)機(jī)器人要求過雜， 逐步地將學(xué)習(xí)應(yīng) 用到比賽中。
3 結(jié)論與展望
由上述分析可以預(yù)見，全自主機(jī)器人足球賽將 來幾年的發(fā)展方向主要涉及以下方面：(1) 完善機(jī)器人球員的硬件，包括傳感、控制和 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu); (2) 提高單個(gè)機(jī)器人的自主決策智能， 使每個(gè) 機(jī)器人更機(jī)智和更靈活; (3) 探索多機(jī)器人團(tuán)隊(duì)的組織和協(xié)作策略，提 高整個(gè)球隊(duì)的群體智能; (4) 在比賽規(guī)則上朝更接近人類比賽規(guī)則的方 向發(fā)展， 機(jī)器人的尺寸有進(jìn)一步小型化的趨勢(shì)。全自主機(jī)器人足球比賽更接近人類足球隊(duì)的比 賽方式， 相對(duì)于小型組的比賽，技術(shù)含量更高，難度 更大，更具挑戰(zhàn)性。其中的關(guān)鍵技術(shù)也正是當(dāng)今移動(dòng) 機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題，從某種程度上，代表著 世界機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的方向。
雖然我國至今還沒有一支球隊(duì)參與過 RoboCup 中型組的比賽，但應(yīng)該看到，我國在上述關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的研究已具備一定基礎(chǔ)。近年來，許多 研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始組建全自主機(jī)器人球隊(duì)，相信在 不遠(yuǎn)的將來，我國的機(jī)器人球隊(duì)必將馳騁在 RoboCup 中型組賽場(chǎng)。
本文作者：賈建強(qiáng)，陳衛(wèi)東，席裕庚（上海交大）
Tags: