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全球机器人创新高地建设:北京持续推进

健康生活 2025年08月19日 10:55 1 admin
全球机器人创新高地建设:北京持续推进

8月17日,2025世界人形机器人运动会足球赛项5V5决赛,清华大学火神队夺冠后庆祝。

全球机器人创新高地建设:北京持续推进

8月17日,2025世界人形机器人运动会足球赛项5V5决赛,清华大学火神队(红队)与对手拼抢中球出界。

全球机器人创新高地建设:北京持续推进

8月17日,2025世界人形机器人运动会足球赛项5V5决赛,清华大学火神队(红队)夺冠后庆祝。

世界首场全自主机器人5V5足球赛冠军在北京诞生。

8月17日,在2025世界人形机器人运动会足球赛项5V5决赛场上,“大力射门”算法为清华火神队赢下冠军杯。

多机配合是机器人踢足球要解决的极限类技术难题。从初次参加RoboCup到推动3V3成为标准,清华火神队走了大约20年。清华大学自动化系研究员、机器人控制实验室主任赵明国接受新京报记者采访时表示,3V3机器人摔倒后能否自主起身,这个难点已于今年年初被攻克,“现在我们希望可以引进“大力射门”技术,该射门时就一脚射门。”

当机器人在球场上不再冲撞守门员,能够很好地实现通信、配合队友传球时,也许也能够合作搬起一把椅子,在家庭里穿梭时不会撞到老人、孩子。“足球赛事真正是机器人技术的标准测试,同时也是一种展示。”RoboCup机器人世界杯国际联合会副主席、RCAP亚太机器人世界杯国际理事会主席周长久说。

大型赛事能让公众直观了解机器人的技术和行业发展现状,引发各行各业对应用场景的想象。2025世界人形机器人运动会期间展开了26个赛项、538个比赛项目的竞技对决,每个项目都可能推动技术进步,孕育行业发展新机遇。

在周长久看来,世界人形机器人运动会有发展成机器人奥运会的可能。“对人形机器人产业未来发展而言,它构建的生态系统将起到标杆作用,发挥每个参与国的优势。未来不止中国,世界各地都可能举办类似的比赛。但无论比赛在哪个国家或地区举行,大家都将意识到这一赛事起源于中国北京。”

这背后承载着北京机器人产业发展的底气。新京报记者从2025世界机器人大会上获悉,目前,北京市机器人产业发展水平位居全国前列,北京人形机器人产业规模约占全国1/3。今年上半年产业营收增长近40%,机器人专精特新“小巨人”企业数量居全国首位。北京实施“百项机器人新品”和“百种应用场景示范”工程,面向未来,北京将持续加大机器人产业发展的支持力度,打造具有全球影响力的机器人创新高地。第二届世界人形机器人运动会将于2026年8月在北京举办。

对于赛事承办方而言,“熊猫眼”核心区、室外足球配套区域这些赛训基地也将持续使用下去。世界人形机器人运动会组委会市场开发部部长、北奥集团董事长赵东伟表示,赛训基地不是应运动会一时之需,未来“北京人形机器人赛训基地”将继续打造集赛队训练、产品测试、数据采集、技术验证和公众科普为一体的赛训基地,增强对全球人形机器人创新资源的“磁吸力”,打造富含机器人元素的新业态。 新京报记者 韦英姿 张晗

变身“大力射门”拿下关键一分

“尽力吧,但我觉得赢他们挺困难的,结果真的不好说。”赛前,火神队队员告诉新京报记者。

直到比赛结束哨声吹响的前一刻,火神队的队员们对于战胜德国队HT⁃WK Robots+Nao Devils(以下简称:德国HTWK)并没有太大信心。

在所有参赛队伍的眼中,德国HTWK都是“劲敌”。2009年,德国HTWK开始训练机器人“踢”足球,2018年获RoboCup标准平台(SPL)冠军,今年7月夺得RoboCup小型组冠军。

决赛前,火神队与德国HTWK有过两次交锋,火神队都没有拿到太大的优势。

8月17日15:20左右,足球赛项5V5决赛打响。两支种子队狭路相逢。攻守双方有来有回,上半场开局10分钟内无一进球。大约12分钟后,火神队1号球员开始“变身”,走出与其他队员不一样的步态,随后一记“远射”打破僵局,为火神队拿下关键1分。

火神队始终咬紧这1分的优势,终结了比赛。当裁判宣布火神队获胜那一刻,所有队员击掌欢呼,围住写下“大力射门”算法的队员王与时,将他抛向空中,庆祝他的算法为火神队再拿下一个冠军。这一获胜法宝是火神队独有的策略,基于端到端强化学习算法训练出来的模型,再部署到机器人上。

“大力射门”算法,也是火神队在RoboCup2025机器人世界杯成人组决赛中夺冠的关键。相较于3V3比赛,5V5比赛的场地更宽阔,对机器人踢球的速度要求更高。“大力射门”是王与时基于深度强化学习设计出来的算法。当识别到外部环境达到射门的条件时,机器人就将控制策略切换为该算法训练出的模型。当机器人出现崴脚走的步态时,就说明外部条件合适,它要准备射门。火神队对此次上场的机器人全部部署了该算法。

“其实我一直思考在团队现有能力基础上,如何利用最新的技术为机器人踢球赋予更多技能。机器人踢足球最大的难点在于很多时候出球的速度不够快,需要靠视觉定位后再对准角度去踢球,这样可能会错失进球的最佳机会。”王与时指出。

目前机器人使用的算法基本都是分层模型,执行动作的时候需要分阶段进行。也就是说,找角度是第一步,踢球是第二步。这就会导致机器人踢球时出现决策延迟,与踢球动作脱节,显得不够果断,从而丧失最佳射门时机。

今年年初,王与时开始思考利用强化学习的方式实现“找球-追球-踢球”全过程的连贯统一策略。他希望能够让机器人视觉识别后直接到关节输出动作,避免调整角度和对齐的过程。于是就想到了利用端到端强化学习的技术范式训练该策略,增加机器人射门机会。

整个过程并不顺利,王与时在写这套算法时也经历过无数次失败。今年3月,他第一次将此套算法在仿真环境中部署到真实物理场景中尝试,尽管动作不太优雅、踢球的力度不是很大、准确度也并不高,甚至还会摔倒,但至少可以完成。

也就是从那个时候起,王与时和团队看到了该算法的可行性,在后续的工作中不断调整参数,反复尝试机器人与球门的角度、与球的位置达到何种角度射进门的概率更大。在赛前准备时,他每晚都要将机器人和球放在训练场上不同的位置测试成功率,测试更合适的射门角度。

考验算法 更考验团队策略

想要赢得比赛,仅靠“大力射门”技能的加持还不够,赛场上,更需要考虑的是团队之间的配合策略。在5V5赛场上,“叠罗汉”“摔倒”现象出现的频率远高于在3V3赛场上出现的频率,多了两个球员,感知决策的逻辑链条就会变得更难设定。

“就像小孩子踢球时经常会出现3个人或者4个人一起抢一个球的情况,因为他们的目标就是抢球并将球踢进,但很少会思考团队成员之间的配合,但在成人足球赛时这样的情况就比较少见,他们会考虑团队成员之间的配合。”某参赛队的指导老师告诉新京报记者。

在3V3的赛场,球员角色设定较为简单,一个前锋、一个后卫、一个守门员,机器人之间可以接收到队员的信号,根据队员的位置以及距离球的位置判断自己应当充当的角色。在8月17日上午的3V3的上半场比赛中,中国农业大学山海队的2号球员和3号球员交换了角色,保证在竞争激烈的时刻拿下关键一分。

5V5赛事中,球员之间的配合变得更难了。“直到8月17日凌晨,距离正式比赛还剩最后几个小时的时候,我们才写好了一套新的算法。”火神队队长罗长盛表示。

因为与德国HTWK有过两次交锋,罗长盛和团队开始研究对手的策略。“我们前几天熬夜研究德国队的战术,发现他们只有一个球员‘带球’,所以我们的策略就是轮流上去传球,而不是一窝蜂地拥上去传球,为此我们写了一套专门针对他们的策略,今天看非常有效果。”罗长盛分析称。

作为火神队曾经的队长,加速进化创始人程昊在赛场旁边全程观看了决赛现场,当火神队拿下全球首创5V5足球赛项的冠军时,程昊和队员们一起庆祝。“火神队连续通宵3晚,从小组赛0:6不敌德国队到决赛1:0取胜,是团队的努力、实力、毅力的胜利,也是火神队精神的传承,所有的大赛火神队都最早到最晚走,绝不放弃任何机会。”赛后,程昊在朋友圈写下了自己的感受。

在国家速滑馆的赛训基地,贝壳财经记者多次看到火神队训练的身影,8月7日晚上,由于下午和其他队伍踢训练赛时,两台机器人的步态、速度与预先设定模式出现了较大差异,团队一直调试算法到晚上11点。

清华大学自动化系研究员、机器人控制实验室主任赵明国在接受新京报记者采访时表示,“3V3核心要解决的问题是机器人摔倒之后要能自主起身,今年年初这个技术难点已经被攻克,机器人在任何跌倒状况下都可快速起身,现在我们希望可以引进“大力射门”技术,该射门时就一脚射门,利用端到端的技术实现该策略。5V5最大的难点在于多机配合,机器人需要根据站位、角色动态调整自身能力。”

“人形机器人运动会提升了社会热度,将加速人形机器人产业的发展。赛事要求提高,会迫使队伍想新解法,创造新算法和程序。足球运动赛是多智能体的协作,对机器人的挑战就更大。”程昊指出。

全球机器人创新高地建设:北京持续推进

8月17日,2025世界人形机器人运动会足球赛项5V5决赛,清华大学火神队(红队)与德国队HTWK Robots+Nao Devils展开对决。

A04-A05版摄影/新京报记者 薛珺

北京硬科技 破局3V3

8月17日,在足球赛项5V5决赛场上,程昊就站在球场边上。眼看着上半场比赛离结束还有不到5分钟,他大喊“变身”,希望清华火神队“球员”能够使用出今年7月在RoboCup2025赛场上惊艳全场的“大力射门”技术。

程昊也曾是清华火神队队长,带队参加过RoboCup成人组比赛。但毕业后,他没有立即投身机器人事业,先是创业,随后又在互联网大厂工作。ChatGPT出现后,他才觉得似乎能找到“一点方向”,于是创办了加速进化。

与大模型浪潮同时,中国机器人初创公司的能力也初步涌现。来自北京的机器人公司加速进化就在RoboCup赛场上展示了中国机器人的能力。

去年6、7月,加速进化T1刚造出来就参加了RoboCup的比赛。“那时候我们只在一些单项上取得不错的成绩,并且我们也在比赛中验证了T1的可靠性。”程昊说。他记得去年比赛时有一次雨天,现场多数机器人潮湿到无法开机,“大家都在用吹风机吹干,而我们的机器人能够正常开机”。

去年从RoboCup回来后,程昊又将T1迭代得更加皮实耐摔,提升机器的稳定性和可靠性。去年年底,RoboCup也官宣了加速进化、傅利叶、宇树成为官方合作伙伴的消息。程昊透露,他今年带到巴西支持火神队的20多台机器,都在当地卖掉了。

火神队2005年开始征战RoboCup,直到今年7月前,最好的成绩是亚军。而清华火神队前任队长陈蓬辉的快速起身算法、王与时的端到端算法,结合加速进化T1的硬件能力,打破了这项纪录。

“今年我们不但拿到了冠军,还推动组委会做了很大的改革,包括很多关键性的技术和比赛的方式。”赵明国表示,例如去掉了机器人背后的保护员、保证硬件能力能够支持3V3比赛、快速起身保证比赛流畅度等。

今年4月,在Robo⁃Cup新加坡公开赛上,组委会同意使用火神队的3V3足球赛Demo。而这次公开赛也传递出一个信号:中国机器人的算法和硬件已经能做出比原来2V2足球赛更好的效果。RoboCup2025比赛方式改革随之而来,今年的人形成人组比赛由2V2变为了3V3。

5V5北京“起跑”踢开商业化大门

机器人现有技术能够将3V3的比赛呈现得更流畅、更具观赏性,但这不是技术终局。

“3V3只是街头足球的项目,相当于运动员刚起步,可以练球技、练习如何盘带、射门等。5V5是国际足球的正式比赛,有严格的球场规定、队员定位等。”RoboCup机器人世界杯国际联合会副主席、RCAP亚太机器人世界杯国际理事会主席周长久说。

2025世界人形机器人运动会“RCAP亚太机器人世界杯北京大师赛”(下称:大师赛)全球首创全自主5V5全尺寸人形机器人足球赛。8月17日,清华大学火神队、中国农业大学山海队分别斩获2025世界人形机器人运动会足球赛项5V5冠军、3V3冠军。

观众的呼声,不仅认可了赛事的精彩,也肯定了机器人“球员”现有的能力。然而,当赛事热度减弱,机器人受到的关注有何变化、能否吸引更多人入局?踢足球能解决机器人的哪些问题、能否直接运用到工业或家庭场景?都是机器人行业要面临的重大课题。

赵明国表示自己经常被问到这类问题。他认为,踢足球要求机器人具备综合能力,比起其他运动项目,解决这个问题的过程也更长久。

“解决机器人踢足球的过程并非一蹴而就,但每个阶段都会贡献相应的解决行业问题的方法,都会提高大家对机器人的认知和对问题的理解。解决足球问题本身就像强化学习。今天也许只解决了3V3的问题,明天也许就能解决5V5的问题。随着场地扩大、人数增多,最终可能达到解决11V11问题的阶段。”他说。

他还认为,解决机器人踢足球的问题也塑造了学生的能力。“例如王与时或许会把‘用端到端解决问题’当作未来5至10年的主要工作方向。”

足球赛为培育机器人生态贡献力量,但不会直接形成整个机器人生态。赵明国强调,跑步也是机器人生态的一部分,每个运动项目都会相应解决某些机器人极限类技术或应用问题。

2025世界人形机器人运动会开启售票,不少观众涌向国家速滑馆。提供情绪、娱乐价值也是机器人商业化一种可能的方式。实现快速自主起身后,机器人踢足球有了一定的流畅性、观赏性,也带来赛事商业化可能。赵明国表示,如果机器人踢球技术不过关,赛事的观赏性就得不到观众认可。“机器人是否能把比赛踢得更流畅、踢球技术能否被采用为客观标准,也可以通过观众的付费观赛意愿客观展现出来。”

“2025世界人形机器人运动会提供了一个窗口,通过这个窗口,世界看到了中国机器人在本体和运动控制上的优势,让中国机器人的硬件能力有机会成为各国科研、算法研究的重要支撑。”周长久表示。

周长久从去年开始就参与了本次运动会的筹备工作,他表示,本次运动会集结了北京市政府、中国机器人制造产业、国外开发社区等多方力量,有望形成全新的国际合作模式。“对人形机器人产业未来发展而言,它构建的生态系统将起到标杆作用,发挥每个参与国的优势。未来不止中国,世界各地都可能举办类似的比赛。但无论比赛在哪个国家或地区举行,大家都将意识到这一切源自中国北京。世界人形机器人运动会有发展成机器人奥运会的可能。”

奥运会闭幕时会传递圣火给下一举办地,而世界人形机器人运动会也类似,在8月17日的闭幕式上宣告了下届赛事的举办地和时间。

对于本次运动会重要组成部分——大师赛,世界人形机器人运动会组委会市场开发部部长、北奥集团董事长赵东伟表示,要将其作为品牌赛事长期运营下去,还将举办国际大师赛。“今年11月,大师赛可能将落地阿布扎比。而国内大师赛未来还可能设置不同赛区,以联赛的形式在各地选拔优秀队伍。”

2025世界人形机器人运动会建设了“北京人形机器人赛训基地”,已正式在国家速滑馆挂牌,建设了“熊猫眼”核心区1号基地(下称:“熊猫眼”)、足球配套3号基地,并建设运营ROBOLAND机器人营地、5号基地等多块赛训基地,充分诠释“人机共融”的核心理念。

7月,足球赛队伍陆续进驻赛训基地,在新铺的绿茵场上调试算法,领着机器人到处识别球场情况。而在未来没有比赛的日子里,赛训基地将承担起孕育机器人生态的作用。

“赛时,赛训基地用于赛队训练、举办足球赛项预选赛。赛后,‘熊猫眼’将作为科研和高端赛事发布地,并且,该场馆内部加装了动作捕捉系统,未来还将设置数据分析系统;位于南门的3号基地将用于举办赛事,以及验证新产品、新技术;位于ROBO⁃LAND机器人营地的5号基地将作为国内外赛队的技术交流及展示区域,同时也将作为研学基地,让孩子们与机器人近距离接触,提升与机器人有关的科学素养。”赵东伟说。

来源:新京报

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