理工男的「王者榮耀」?RoboMaster 2018 大賽後記

7月29日,飛哥應大疆邀請參加了一個很特別的比賽:RoboMaster 2018 總決賽。平時玩航拍、玩攝影的飛哥,怎麼突然對機器人感興趣了呢?

好吧,重點錯了。

一直在研究航拍、開發無人機的大疆,為什麼突然去搞機器人大賽了?

【不只是遊戲】

有人說:RoboMaster 就是機器人屆的“絕地求生” 、理工男的“王者榮耀”。

一定程度上是對的。

理工男的“王者榮耀”?RoboMaster 2018 大賽後記

在比賽裡,你會見到槍林彈雨。

理工男的“王者榮耀”?RoboMaster 2018 大賽後記

激烈的貼身肉搏和多人混戰。⚔️

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今年的比賽更是強化了空戰的元素,增加了無人機空襲的攻擊方式,讓戰況更激烈。

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還有各種遊戲化的數據展示。

但是,這與我們一般看見的比賽也不同:即使你每天通宵練習操作,也不一定能夠勝出。因為這裡比試的,不光是你的遊戲技術,更多的是對機械人的理解。

為什麼做無人機的大疆,要辦 RoboMaster 機器人比賽?

為什麼玩無人機的人們,愛看 RoboMaster 機械人比賽?

因為你手上的無人機,和 RoboMaster 比賽裡的小車,都在用著目前最頂尖的機器人科技。

【麥克納姆輪】

很多人對 RoboMaster 印象最深的,就是那個設計十分酷炫的輪子了,它叫做“麥克納姆輪”。

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麥克納姆輪,是目前最常見的“全向輪” (Omni Wheel) 之一。它和傳統的輪子一樣,能安裝在平行的車軸上,但使用它的汽車不需要再加轉向軸,轉向時也不用考慮什麼前驅後驅。簡言之,結構比一般汽車更簡單,反應也比傳統汽車更快速。

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麥克納姆輪可以通過改變轉動方向,實現全方位移動。圖片來源:Quora。

通過四個輪子的轉動方向和速度控制,它能實現前後左右以及轉向等全方向移動(上圖),雖然它不用什麼特殊的硬件,但想讓它操作自如,強大的電機算法支持是必須的。

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這種使用麥克納姆輪的機器人,與市面上那些跳舞機器人、教育機器人是兩個層次的機械:後者的技術水平,充其量只是安卓平板加個輪子而已 ......連類似上圖那樣的敏捷動作都做不到,更不要提識別與閃避了。

而這一切,都歸功於麥克納姆輪和背後的那套算法。

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無人機全向移動的原理。圖片來源:aiman's final year project。

所以,勝負的關鍵,其實是參賽者如何設計這控制四個電機的算法了。

說到這裡,大家是不是覺得有點眼熟?

對,四軸無人機也正使用著原理類似的電機算法,來實現比固定翼飛機和直升機都方便的全向移動,技術上的共同性,或許是為什麼研究無人機的大疆,要舉辦機械人比賽的原因吧。

【更復雜的機械人動作】

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RoboMaster 的機器人除了要快速和靈巧之外,更困難的是還要同時考慮地形因素。比賽特別安排了崎嶇不平的資源島,參賽者在使用麥克納姆輪自由移動的同時,還必須要有越野能力,進行立體化的移動(上圖)。

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除了移動之外,RoboMaster 的小車還需要做大量的複雜動作,這其中就包括在資源島上搬運彈藥(上圖)。今年的資源島彈藥的裝載方式,從前兩年的"一大筐",改為大小彈藥分裝成小筐。想要像以前一樣快速“吸取”彈藥?不存在的

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;選手必須設計更精密、更快速的機械臂,來搬運和補充彈藥。

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拿到彈藥後,還要考慮怎樣快速地把彈藥輸送給隊友(上圖)。

明眼人不難看出,這些機器人現在做的,儼然就是未來機器人物流、救災的雛形。可以想象,如果我們的機械人能將這些技術進一步優化,會對人類帶來非常大的幫助。

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但是,只把機械人當成噱頭的那些人,是絕對設計不出來這一切的。

【人工智能才是主角】

靈敏的動作,只是 RoboMaster 的入門門檻,這項比賽的真正主角是:人工智能。

玩過“絕地求生” 的朋友,都知道這種射擊遊戲最難的是瞄準目標,很多外掛也是主打自動瞄準功能。在 RoboMaster 裡,“瞄準”也並不全看操作者的技術,更多的還有機器視覺的幫助。

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所以,RoboMaster 的小車全部像無人機一樣配備三軸雲臺,並擁有視覺識別功能,能通過人工智能,自動鎖定和跟隨目標(上圖)。

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所以,隊友的槍法準不準,還得看理工男的機器視覺算法寫得好不好。

不過你也別太高興,你會機器視覺,你的對手也會!

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對手會針對人工智能的弱點,用各種方法去幹擾機器視覺的瞄準能力。例如上圖幾臺機械人,在被攻擊時會通過快速的旋轉,讓對手很難準確鎖定攻擊點。

所以要勝出,就必須不斷的改良算法!

(等飛哥一下,我好暈 )

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RoboMaster 與一般的遊戲還有一點不同之處:它在今年的比賽里加入了全新的哨兵機器人(上圖),它的最大特點是:不允許參賽者手動操作,完全由人工智能自主控制。

因此,哨兵機器人必須完全依賴人工智能的算法,識別敵人並進行攻擊,同時也要懂得自動迴避對手的攻擊,甚至要懂得預測敵人的動作,提早攔截或躲避。

大家在玩無人機的時候,應該會對無人機的機器視覺技術有很深的印象吧。這一套黑科技,不少也來自這些機器人技術。

【英雄:理工男】

綜上,RoboMaster 這項比賽,可以算是隻是屬於理工男的“王者榮耀”。

理工男的“王者榮耀”?RoboMaster 2018 大賽後記

理工男耗盡心思,上螺絲、烙電路、寫代碼、做調試,為的就是要在比賽場上爭取勝利。

理工男的“王者榮耀”?RoboMaster 2018 大賽後記

RoboMaster 比賽裡的主力戰車:“英雄機器人”。

而在不久的將來,這一群理工男將會踏進社會,繼續扭螺絲、烙電路、寫代碼、做調試,但這回並不是為了某一次比賽,而是要在人生的賽場上爭取勝利。

理工男的“王者榮耀”?RoboMaster 2018 大賽後記

我們今天能夠通過無人機,欣賞到壯麗的航拍景色,就是因為有一群理工男每晚熬夜,研究著各種黑科技。他們為人類的科技發展,獻上了一分力。

理工男的“王者榮耀”?RoboMaster 2018 大賽後記

所以,每一個參賽的理工男,都是“英雄”。

理工男的“王者榮耀”?RoboMaster 2018 大賽後記

最後,Heydrones 全員恭喜在此次賽事裡,再次取得總冠軍的華南理工大學“華南虎”隊,並期待他們在未來繼續為我們研發出更優秀的黑科技。

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