科技最先進的比賽項目
機器人足球機器人足球比賽分類
系列
機器人足球現在的足球機器人比賽有兩個系列：即ROBOCUP機器人足球和FIRA 。每年都要進行一次比賽。中國最早參加了FIRA比賽，東北大學代表隊和哈工大代表隊都取得了好成績。另外中國還參加了ROBOCUP系列的比賽。在2001年的ROBOCUP比賽中，清華大學代表隊獲得了世界冠軍。另外，中國人工智慧學會在2001年成立了機器人足球專業委員會。機器人足球參加了科技申奧主題活動，還將參加2002年的世界盃足球賽。以上活動說明機器人足球在中國獲得良好的發展。
類型
機器人足球賽的主要類型分為半自主型（MIROSOT）、全自主型（ROBOSOT）、類人型（HUROSOT）、仿真型（SIMUROSOT）四種類型。
FIRA世界盃
發展歷程
IRA機器人足球比賽最早由韓國高等技術研究院(Korea Advanced Institute of Science and Technology，KAIST)的金鐘煥(Jong-Hwan Kim)教授於1995年提出，並於1996年在KAIST所在的韓國(Daejeon)舉辦了第一屆國際比賽。
1997年6月，第二屆微機器人足球比賽(MiroSot97)在KAIST舉行期間，國際機器人足球聯盟(Federation of International Robot-soccer Asso機器人足球ciation，FIRA)宣告成立。此後FIRA在全球範圍內每年舉行一次機器人世界盃比賽(FIRA Cup)，同時舉辦學術會議(FIRA Congress)，供參賽者交流他們在機器人足球研究方面的經驗和技術。
機器人足球機器人足球系統的研究涉及非常廣泛的領域，包括機械電子學、機器人學、感測器信息融合、智慧型控制、通訊、計算機視覺、計算機圖形學、人工智慧等等，吸引了世界各國的廣大科學研究人員和工程技術人員的積極參與。更有意義的是，機器人足球比賽的組織者始終奉行研究與教育相結合的根本宗旨。比賽與學術研究的巧妙結合更激發了青年學生的強烈興趣，通過比賽培養了青年學生嚴謹的科學研究態度和良好的技能。
從1996年在韓國大田的KAIST舉辦第一屆MiroSot比賽至今，FIRA已經舉行了七屆世界盃比賽，足跡遍布亞洲、歐洲、美洲和大洋洲，成為各類國際機器人競賽中最具水平和影響力的賽事之一。除了一年一度的世界盃比賽以外，每年還有許多地區性的FIRA機器人足球比賽。蓬勃發展的機器人足球比賽對機器人足球的研究起到了巨大的推動作用。FIRA機器人足球比賽的種類也由最開始的MiroSot不斷增加，目前已經包括MiroSot、RoboSot、HuroSot、SimuroSot等多個類別。有的類別根據雙方參賽隊員數目不同還可以分為小型組、中型組和大型組等等。
理論成果
機器人足球在FIRA比賽蓬勃開展的同時，有關機器人足球系統和機器人足球競賽的理論研究也取得長足進展。每一屆世界盃比賽之前，主辦者都會舉行培訓和研討班，並在比賽舉行的同時召開機器人足球專題的國際學術會議，例如前不久在韓國召開的2002 FIRA Robot World Congress，就錄用了來自26個國家的142篇論文。這些論文集中介紹了與機器人足球相關的視覺系統、運動規劃、動作設計、策略選擇等領域的最新研究成果。這些學術研討和交流活動，極大地促進了相關學科的理論研究。
理論研究的成果使得機器人足球比機器人足球賽的水平不斷提高。在1996年的第一屆MiroSot比賽中，大多數參賽隊使用的視覺系統的採集/處理速度僅為10幀/秒，機器人速度也不過50cm/s。僅過兩年，來自韓國的Keys隊，憑藉他們高達每秒60次的視頻採集/處理速度和機器人2m/s的運動速度，在法國巴黎舉行的FIRA'98世界錦標賽中一舉奪魁，其足球機器人的表現讓人驚嘆不已。這些進步得益於電子和計算機技術的發展帶來了硬體性能的飛速提高。另一方面，有關足球機器人動作和策略的研究也成績顯著。早先的比賽當中，機器人之間缺乏合理的分工協作，很容易擠作一團。現在這種現象已不存在，隨著策略研究的不斷成熟，比賽的精彩程度也在不斷增加。
學術研究
機器人足球的研究贏得了學術界的廣泛認同，一些有影響的學術刊物例如The Journal on Robotics and Autonomous system，The International Journal of Intelligent Automation and Soft Computing等都出版過機器人足球專輯，一些重要的國際學術會議也都進行過這方面的專題討論。
FIRA機器人足球比賽種類
1.半自主型機器人足球：MiroSot
2.全自主型機器人足球：RoboSot
3.仿真機器人足球：SimuroSot
4.超小型半自主機器人機器人足球：NaroSot
5.超小型全自主機器人足球：KheperaSot
6.類人機器人足球：HuroSot
7.RoboCup機器人足球比賽種類
8.11VS11仿真組比賽
9.5VS5小型機器人組比賽
10.小型機器人組標準比賽（每隊11人）
11.中型機器人組比賽
12.Sony四腿機器人比賽
FIRA舉辦的歷屆世界盃機器人足球賽情況
數次 大會名稱 大會日期 大會地
1 MiroSot'96Korea 1996.11 Dacjeon
2 MiroSot'97Korea 1997.6 Dacjeon
3 1998 FIRA Cup France 1998.6 Paris
4 1999 FIRA Cup Brazil 1999.8 Campinas
5 2000 FIRA Cup Australia 2000.9 Rockhampion
6 2001 FIRA Cup China 2001.8 Beijing
7 2002 FIRA Cup Korea 2002.5 Busan,Dargu
8 2003 FIRA Cup Austria 2003.9 Vienna
9 2004 FIRA Cup Korea 2004.10 Busan
關於FIRA中國
1997年7月，國際機器人足球聯盟中國分會(簡稱FIRA中國分會) 成立，分會設在哈工大，由洪炳鎔教授擔任主席。同年中工智慧型學會下設機器人足球工作委員會，由洪炳鎔教授同時擔任主任。此後的十年間，在FIRA中國分會的領導下，先後組織了七屆全國機器人足球錦標賽，有力地推動了國內機器人足球的研究和發展。
RoboCup
發展概況
第二大系列的機器人足球比賽是RoboCup。RoboCup(Robot World Cup)是一個國際性組織，1997年成立於日本。RoboCup以機器人足球作為中心研究課題，通過舉辦機器人足球比賽，旨在促進人工智慧、機器人技術及其相關學科的發展。RoboCup的最終目標是在2050年成立一支完全自主的擬人機器人足球隊，能夠與人類進行一場真正意義上的足球賽。RoboCup至今已組織了八屆世界盃賽。比賽項目主要有：電腦仿真比賽(Simulation League1、小型足球機器人賽(Small—Size League(F一1 80))、中型自主足球機器人賽(Middle—Size League(F2000)1、四腿機器人足球賽Four—Legged Robot League)、擬人機器人足球賽(Humanoid league)等項目。除了機器人足球比賽，RoboCup同時還舉辦機器人搶險賽(RoboCupRescue)和機器人初級賽(RoboCup Junior)。機器人搶險賽是研究如何將機器人運用到實際搶險救援當中，並希望通過舉辦比賽能夠在不同程度上推動人類實際搶險救援工作的發展，比賽項目包括電腦模擬比賽和機器人競賽兩大系列。同時，RoboCup為了普及機器人前沿科技，激發青少年學習興趣，在1999年l2月成立了一個專門組織中小學生參加的分支賽事RobocupJunioro。
夢想
RoboCup聯盟的目標是通過提供引人矚目但又非常困難的挑戰，將RoboCup作為一個工具來促進人工智慧和機器人學研究。促進這種研究的一個有效途徑是制定一個重大的長期目標。當這個目標完成時，將產生巨大的社會影響，這就可以稱之為重大挑戰計畫。製造一個會踢足球的機器人本身並不能產生巨大的社會和經濟影響，但是這種成功的確會被認為是這個領域的重大成果。RoboCup在作為一個研究的標準問題的同時也是一個劃時代的計畫。
RoboCup的最終目標是機器人足球：到21世紀中葉，一支完全自治的人形機器人足球隊應該能在遵循國際足聯正式規則的比賽中，戰勝最近的人類世界盃冠軍隊。
這個目標是人工智慧與機器人學今後50年的一個重大挑戰。從目前的技術水平看來，這個目標可能是過於雄心勃勃了。但提出這樣的長期目標並為之而奮鬥是非常有必要的。從萊特兄弟的第一架飛機到阿波羅計畫將人類送上月球並安全返回地球只花了50年。同樣，從數字計算機的發明到深藍擊敗人類西洋棋世界冠軍也只花了50年。可以預見到，建立人形機器人足球隊也需要大致相當的時間及很大範圍內研究人員的極大努力，這個目標是不能在短期內完成的。
一個成功的劃時代計畫必須完成一個非常引人注目而且能引起廣泛關注的目標。其重要問題是設定一個足夠高的目標，才能取得一系列為完成這個任務而必需的技術突破，同時這個目標也要有廣泛的吸引力和興奮點。另外，這些完成目標所需的技術必須是可以成為下一代工業基礎的技術。在RoboCup中，最終目標是“開發一支能戰勝人類世界冠軍隊的機器人足球隊。” (更適當的目標是“開發一支能象人一樣踢球的機器人足球隊”) 不用說，最終目標的實現，如果不是幾個世紀的話，至少也需要幾十年的努力。根據現在的技術水平，是不可能在短期內完成這個目標的。然而，這個目標可以很容易的創立一系列相應的子目標。對任何雄心勃勃的計畫來說，這種途徑是較普遍的。在美國太空計畫中，完成載人軌道飛行的Mercury計畫和Gemini計畫就是阿波羅計畫的前導。RoboCup第一個要完成的子目標是“創建真實的和軟體的機器人足球隊，在修改過的規則下很好的踢球”。即使完成這個目標都會毫無疑問的產生能影響很大範圍工業的技術。
RoboCup發展簡史
在人工智慧與機器人學的歷史上，1997年將作為一個轉折點被記住。在1997年5月，IBM的深藍擊敗了人類西洋棋世界冠軍，人工智慧界四十年的挑戰終於取得了成功。在1997年7月4日，NASA的“探路者”在火星成功登入，第一個自治機器人系統Sojourner釋放在火星的表面上。與此同時，RoboCup也朝開發能夠戰勝人類世界盃冠軍隊的機器人足球隊走出了第一步。
歷史發端
機器人足球的最初想法由加拿大不列顛哥倫比亞大學的艾倫·馬克沃斯（Alan Mackworth）教授於1992年提出。日本學者迅速對這一想法進行了系統的調研和可行性分析。1993年6月，包括淺田埝(Minoru Asada)、Yasuo Kuniyoshi和北野宏明(Hiroaki Kitano)在內的一些研究工作者決定創辦一項機器人比賽，暫時命名為RoboCup J聯賽(J聯賽是剛創辦的日本足球職業聯賽的名字)。然而在一個月之內，他們就接到了絕大部分是日本以外的研究工作者的反應，要求比賽擴展成一個國際性的聯合項目。由此，他們就將這個項目改名為機器人足球世界盃賽（Robot world cup soccer games，簡稱RoboCup）。
與此同時，一些研究人員開始將機器人足球機器人足球作為研究課題。隸屬於日本政府的電子技術實驗室（ETL）的松原仁(Itsuki Noda)以機器人足球為背景展開多主體系統的研究，並已經開始開發一個專用的足球比賽模擬器。這個模擬器後來成了RoboCup的正式足球比賽仿真平台。日本大阪大學的淺田埝教授、美國卡內基－梅隆大學的Veloso教授（RoboCup聯盟現任主席）和她的學生Peter Stone等也開展了同類工作。沒有這些先驅者的參與，RoboCup就不可能產生。由此，機器人足球迅速成長為國際人工智慧和機器人學研究的一個重要主題和方向。1993年9月，RoboCup第一次發表公告，並草擬了明確的規則。於是，在很多會議和研討會上進行了關於組織和技術問題的討論，包括AAAI-94(美國人工智慧聯合會會議)，JSAI(日本人工智慧學會)研討會以及其他機器人界的會議。同時，松原仁(Noda)在ETL的小組宣布了仿真比賽平台初始版本(LISP版本)，這是為進行多主體系統研究而開發的第一個足球領域的開放系統仿真平台，後來又通過Web發布了1.0版本的仿真比賽平台(C++版本)。這個仿真平台的第一次公開演示是在IJCAI-95。
1995年8月，在加拿大蒙特婁召開的國際人工智慧會議(IJCAI-95)上發表了公告，將在名古屋與IJCAI-97聯合舉辦首屆機器人世界盃足球賽及會議。同時，為了發現與組織大型RoboCup比賽有關的潛在問題，決定先舉辦Pre-RoboCup-96。作出這個決定是為了留出兩年的準備和開發時間，這樣研究小組就可以開始開發機器人和仿真的球隊，同時也能有時間籌集研究經費。
1996年11月4日到8日，在大阪的國際智慧型機器人與系統會議(IROS-96)上舉行了Pre-RoboCup-96。有8支球隊參加了仿真組比賽，並展示了參加中型組比賽的真正的機器人。雖然規模不大，但這是第一次將足球賽用於促進研究與教育的比賽。
1997年，第一次正式的RoboCup比賽和會議獲得了巨大的成功。比賽僅設了機器人組和仿真組兩個組別，來自美國、歐洲、澳大利亞、日本等40多支球隊參加，5000多名觀眾觀看了比賽。從此，RoboCup作為機器人學和人工智慧研究領域的最重要的活動之一蓬勃發展起來。
現在RoboCup舉行比賽項目
1 模擬組比賽
2 小型機器人比賽
3 整隊小型機器人比賽，每隊包括11個機器人
4 中型機器人比賽
5 Sony有腿機器人比賽 (由Sony贊助)
6 人形機器人比賽(從2002年開始，2002年前可能會有演示)
7 遙控機器人比賽(即將公布)
8 RoboCup評論員系統演示
機器人足球的意義
足球機器人比賽雖然剛剛開展幾年時間，但是它吸引了越來越多人的關注。因為它以喜聞樂見的方式走進了我們的視野，雖然它的體積很小，但是它的意義非常重大。它是綜合了計算機技術，自動化技術，機電一體化技術，人工智慧技術，模式識別技術的一門綜合技術。
足球機器人的核心技術是人工智慧技術，它的目地是使機器具有人的智慧。它能使機器具有像人一樣的感知環境，向環境學習的能力。人工智慧包括智慧型控制、機器感知、機器情感、專家系統、人工生命、神經元網路和遺傳算法等等。我們還能想起計算機“深藍”戰勝世界象棋冠軍嗎？這就是人工智慧的成就。
足球機器人現狀
現在的足球機器人比賽還遠沒有達到我們想要達到的地步，現在的比賽完全是一種仿真式的比賽，現在的足球機器人比賽的場地按國際的規定為1.5米×1.3米場地。場地上有中線，有門區，這與我們的實際的比賽沒有什麼太大的區別。每個足球機器人的車體按國際的規定不超過7.5cm×7.5cm×7.5cm.,（微型機器人比賽）機器人小車負責把紅色的高爾夫小球撞進球門。在賽場的上方有一個攝像頭，攝像頭把得到的信息上傳到計算機中。經計算機的特定程式處理，得到場上雙方的態勢，再經過決策系統的處理，輸出相應的數據。經通訊系統傳送與接收，控制機器人小車在場上奔跑。
機器人的大腦在哪裡？機器人的大腦就是裝在一台計算機主機中的決策系統。決策系統根據現場的敵我雙方的比賽態勢，決定我方機器人處於進攻還是防守。然後決定機器人的隊形和機器人離足球的遠近決定是主攻還是助攻、主防還是助防。根據每個機器人的任務決定相應的動作。
相應的足球機器人有自己的眼睛－－視覺系統。足球機器人的視覺系統把比賽場地的敵我雙方的態勢都反映到計算機中，然後用計算機圖像軟體進行處理。利用模式識別技術，對數字圖像進行特徵提取等操作，形成自己的計算機內數據的表達，即敵我雙方機器人的位置和角度。
現在的足球機器人還沒有長自己的嘴巴,但是他們卻有一個統一的嘴巴。由上位機統一發出命令，該命令由機器人車體的通訊系統接收，所以能實現機器人小車的互相協調。
關於足球機器人的雙腿：足球機器人的雙腿就是機器人的左右輪。就是車體部分,它包括車輪、電機、車架、通訊模組等部分。由通訊模組接收上位機傳來的命令，來驅動左右輪的速度,從而實現達到控制的目地。
