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探秘清華機器人實驗室酷炫有用還出人

发布时间:2019-10-12 14:49:18

  【频道】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 201 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站How 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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