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机器人爬泰山要练哪些功夫?裁判追不上怎么办

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首届CMG世界机器人登泰山大赛在山东泰安正式开赛,各类机器人齐聚泰山脚下,在红门至中天门千年盘道展开实景山地竞技比拼。赛事跳出传统实验室仿真环境,依托泰山独一无二的山岳实景赛道,为山地特种机器人技术迭代、场景落地提供了高规格实战试炼平台。

泰山盘道石阶与山门

3100级台阶、600米高差的山地考场

从红门到中天门,3100级台阶,600米的高差。同样的爬山,不同机器人的技术路线就像江湖高手过招,各有各的绝活。首届CMG世界机器人登泰山大赛总裁判长苏庆伟点出了核心难点:最大的挑战还是机器人怎么样适应泰山的路——台阶有的高,有的低,有的宽,有的窄,还有鹅卵石路。

爬山先练“建图”:把整条古道装进大脑

不管是四足还是双足机器人,爬山之前都有一项基础功——建图。先把整条古道跑上一遍,哪里有台阶,哪里有陡坡,全部做到心中有数。宇泛灵猫队导航工程师晨霖介绍,机器狗上面有一个激光雷达,通过发射红外激光来扫描整个地形的地图,然后判断是台阶还是岩石,还是路边的障碍,又或者是树木,形成一个三维的点云图,再把这张图植入机器狗的大脑当中去,机器狗就知道它应该走什么样的路。

四条腿的机器狗下盘稳、步态灵活,认准大方向就能撒开腿往上跑;但两条腿的人形机器人不一样,身高更高、重心更难把控,想要精准感知脚下的每一级台阶,还得额外加练几手绝活。苏庆伟表示,为了适应这次登泰山的比赛,参赛队做了很多改进,增加采集数据的摄像头,增加传感器。

机器狗在石阶上攀爬

把“眼睛”移到胸前,甚至练到脚尖

视觉在头部看得远,但脚前容易有盲区,有一些人形机器人干脆换一个思路,将“眼睛”直接移到了胸前,视线放低,专守下盘。优宝特参赛队测试工程师刘奥说,摄像头在胸前的话,看到的画面就离地面或者离台阶更近,看到台阶之后会先抬脚,在脚尖前45度左右的画面都非常清楚,视觉搭配算法就不会有视野盲区。

探路的功夫,还能练到脚尖。这一招不靠眼睛,全凭双脚落地时的“脚感”。智身科技参赛队员朱善瑜介绍,这是一种盲爬的形式,相当于人蒙着眼睛爬山,是没有视力的;脚在接触地面的时候,通过关节的受力、运动姿态来调整下一步的步距和保持身体平稳,这个动作是连续实时的,相当于拥有一个类似于人类的反应本能。

裁判追不上机器人,赛制改为点位值守

在此前先开始的排位赛中,出现了一幕有趣的画面:裁判追不上机器人。针对这一情况,赛事组委会动态优化赛制,将裁判全程跟踪的模式调整为点位裁判值守模式。

机器人是用电的,而我们裁判员是吃饭的,它换了电可以再继续加速,而我们裁判员的体能是有限的。

苏庆伟回忆,一开始是跟踪裁判,每个机器人后面跟一个裁判,后来发现问题比较大,所以改成点位赛制,把每个裁判员放到各个点位上,在点位上进行记录。从情况来看,途中犯规的情况很少,判罚比较少。一个裁判大概负责五六十米的距离;平坦且视野比较好的地方,裁判间隔距离可以远一点,拐弯看不到的地方必须要求两个裁判视线能互相看到。

改成点位赛制以后,和裁判跟踪模式相比,体能消耗会小一点,而且各个点位的裁判责任更明确,这样更利于比赛完成。从建图到脚感,从视觉改造到赛制调整,这场山地实景竞技既是机器人的试炼场,也是一次人与机器协同办赛的新尝试。

赛道旁值守的裁判点位