人形机器人踢踢足球！主动躲避摔伤风险，跟踪目标精准进球

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视频介绍

国足晋级12强，登上热搜，而机器人足球赛事你看过了吗？RoboCup是国际上最具水平和影响力的机器人赛事，在最近几年的赛事中，一只队伍突出重围，连续几年都取得了不菲的成绩，来看看它在球场的精彩时刻：赛前准备，先探头探脑的观察下地形：上场后立马锁定足球，敢和我抢球？撞倒你！团团围住，准备射门：诶？差一点就进球了？队友帮忙补一脚，球进啦！这是由德国汉堡大学制造的WF Wolves战队，在灵活性、稳定性上都得了很大的提升。要成为一名合格的“足球运动员”，机器人首先要扛得住摔，那就要在硬件上下功夫。抗摔的第一步：体重不能太重。它的制作材料为碳纤维，可以保证机器人的轻盈体态；其次，机器人由许多3D打印组件制成，可以简单地进行快速原型制作。抗摔的第二步：关节缓冲，以免“骨折”。机器人的膝盖使用扭矩弹簧来减少关节的负荷，头部和肩膀均采用了3D打印的弹簧元件，允许关节在受到冲击时移动，以免损坏电机。抗摔的第三步；主动避免伤害。研究人员利用了故障检测算法，一旦检测到机器人受到撞击摔倒，会立刻将手臂移到安全位置，主动避免伤害。更厉害的是即使它被撞也不会摔倒，研究人员用一个装满的大桶水以一定的加速度撞击正在踏步走的WFWolves，来测试它是否能够承受一定的撞击力。虽然机器人有点向后仰的趋势，但总体看来还不错。此外，还对WF Wolves进行了反应力测试，就是测试它是否能在摔倒后立刻站起来。研究人员毫不客气踢了WF Wolves的屁股一脚，机器人倒下去的同时“下意识”的立刻缩回手，避免胳膊关节受损：之间它趴在地上的下一秒，手臂来了个360度转体，以跪卧的方式站起身来：不同的倒地方式丝毫不会影响机器人的快速反应并站立起身的能力，如果是后仰倒地，机器人可以“鲤鱼打挺”站起来：侧面倒下去也没问题：底层基础建好了，可别忘记足球赛最重要的是得分。在踢球时，机器人需要区分场上障碍物和目标足球之间的区别，对于我们人类来说，这听起来微不足道，但机器人一开始并没有将足球视为足球的概念。研究人员利用卷积神经网络为球场提供了更多定位，可以检测到足球、球场界限、球门柱等，用De-Noise去噪以提高足球检测，避免运动模糊。机器人不完全依赖于视觉系统，为了防止机器人忘记了球的位置，在不依靠视觉的情况下，研究人员开发了一种基于粒子滤波器来更可靠的跟踪足球，这样即使WF Wolves没有看到球门，也能知道将球踢往哪里。这样厉害的机器人你想搞一个吗？