大数据文摘授权转载自机器人大讲堂
作者：李鑫
RoboCup比赛6月已经陆续开始报名，中国区官网已经下发了安徽、河南以及华南赛区的赛事通知，围绕RoboCup机器人世界杯的话题讨论也是层出不穷。不少留言除了讨论参赛规则与机器人技术之外，再一次拿出中国男足进行调侃。有网友倡议，希望RoboCup人形机器人冠军团队能够对中国男足进行技术指导，通过机器人算法来提供进攻与防守策略，帮助男足快速成长。
虽说上面这条留言是句玩笑话，但近几年RoboCup机器人大赛的成长颇为迅猛，硬件与软件的技术迭代速度加快，参赛队伍之间的竞争也更加激烈，尤其是备受关注的人形机器人赛道。
RoboCup机器人世界杯是由加拿大大不列颠哥伦比亚大学教授 Alan K. Mackworth在1992年首次提出的。其目的是通过机器人足球比赛，为人工智能和智能机器人学科的发展提供一个具有标志性和挑战性的课题，为相关领域的研究提供一个动态对抗的标准化环境。
不过RoboCup创始主席Hiroaki Kitano有一个疯狂且大胆的想法，那就是要到2050年，让一只完全自主的人形机器人足球队能够在一个真实的户外场地上击败世界上最好的人类足球队（非中国男足）。
RoboCup比赛从1997年开始，起初是以小型轮式机器人、中型轮式机器人和模拟三个联赛为主，发展到现在已经有人形机器人足球联赛，以及各种针对实际落地应用场景的机器人联赛。
RoboCup小型轮式机器人联赛竞争激烈 迭代速度快
RoboCup在小型轮式机器人联赛当中的竞争是非常激烈的，通常一支球队取得胜利，在比赛中占据1—2年领先地位就会被另一支球队取代，因为小型轮式机器人不管是在硬件技术还是在软件算法上，都有着较高的迭代速度。
小型机器人参加 2017 年日本名古屋 RoboCup 比赛
比如在小型轮式机器人联赛当中，机器人使用高尔夫球以及外部感知和计算。
柏林弗雷大学FU-Fighters团队
泰国曼谷2022 RoboCup TIGER Mannheim和ER-Force联赛决赛画面
柏林弗雷大学FU-Fighters团队在2000年就研发了一项全新的编组技术，在比赛的小型机器人中使用一个装置来控制球，之后将球向后旋转，将球踢向队友，而队友接到球之后则会很快向前冲刺，并在合适的点位进行射门动作。这套连贯的编组技术曾经让FU-Fighters团队在赛场上占据优势，但这项技术很快又被其他团队超越了。
标准平台联赛正在向人形机器人足球赛迈进
虽然很多RoboCup联赛都包含硬件的设计部分，但也有一些团队更愿意关注软件算法层面。在标准平台联赛中，参赛队伍都要求配备相同机器人，因此谁能获胜更多地是依靠机器人算法的优化程度。
UT Austin 的 RoboCup 团队Austin Villa描述 2008 年 RoboCup 标准平台联赛（小型机器狗Aibo）
此前RoboCup标准平台联赛采用的第一款机器人是索尼公司制造的小型机器狗Aibo，网上能够看到的机器狗踢足球的画面大多数都来源于RoboCup标准平台联赛。这也是我们最早开始接触RoboCup标准平台联赛。
RoboCup 2022 HTWK Robots和B-Human 之间的标准平台联盟决赛（Nao的仿人形机器人）
但RoboCup的初衷可不是让一群机器狗来踢足球，最终还是要让双足机器人实现人类踢足球的水平。因此，标准平台联赛放弃此前方案，转而采用软银制造的一种名为Nao的仿人形机器人。相比于机器狗Aibo，人形机器人Nao拥有更坚固的四肢，并且能够在跌倒之后迅速爬起，继续投入到比赛当中，要知道这可是一项关键技能。
中型联赛机器人兼顾速度与灵敏度 能够自主定制攻守策略
RoboCup中型联赛当中使用的是全尺寸足球，机器人则采用齐腰式轮式机器人，且具备机载感知能力，可在特定比赛场地当中实现敏捷移动。不需要人工干预即可自主定制进攻和防守策略，包括协调传球与射门这些动作，在中型联赛当中，不需要考虑机器人腿部问题。
最近几年中型机器人取得了重大进步1998 年(左)至2013年(右) 间硬件差异一览
RoboCup 2022 Tech United与猎鹰队 之间的中型联赛决赛
从活动姿态上来看，这种齐腰式轮式机器人相比人类球员在某些方面更具优势，如这种机器人具备，全向感应、无线通信等功能，并且仅凭机械发射系统能够精准击球，有着很低的误差率。
人形机器人联赛是RoboCup终极目标
RoboCup人形机器人联赛在2002年正式启动，其愿景是在2050年组建一支高技能人形机器人团队。
因此对双足机器人来讲，是一个持续性的投入与挑战，特别是人形机器人必须与全尺寸的足球互动，并且在一条腿踢球的状态下保持平衡。人形机器人必须有类似人类比例和类似于人类的感知系统。
结语与未来
截至RoboCup最终2050年愿景仅有27年的时间，人形机器人真的会站在足球场上与人类来一场世纪大对决么？在笔者来看，还是有很大机会的。但想要实现这个目标就必须突破这两项难题。
第一，是必须要解决构建可以像人类一样的快速移动的硬件，让人形机器人的动作和移动速度灵敏度快速提升，对于这一部分，我认为27年的时间可以顺利突破硬件瓶颈。
RoboCup 模拟联赛使用标准平台联赛人形机器人的虚拟版本
第二，则是软件以及算法加持，这也是技术壁垒最难突破的领域，它需要根据人形机器人在运动时的状态，实时规划下一个动作，并做出快速决策，同时还需要协调机器人编组联动策略，根据赛场的不同状态进行进攻和防守的快速调整。
或许有一天RoboCup人形机器人真的可以与人类来一场人机大战的话，你会为哪一支队伍喝彩呢？
