近年來機器人技術進步明顯,未來機器人足球隊甚至有可能擊敗人類足球隊。以現在的技術進步速度來看,這一點絕非天方夜譚。
梅西vs機器是很多評論傢在今年世界杯決賽之前鼓吹的一種觀點,原因在於德國隊紀律嚴明,半決賽以摧枯拉朽的方式擊敗瞭東道主巴西隊。盡管對德意志民族的精確性做出瞭如此描述,但實際上德國隊的隊員們畢竟還是人。7月19日在巴西東部城市若昂佩索亞(Joao Pessoa),最新一屆的機器人世界杯(RoboCup)開幕,這次比賽的參賽者是機器人運動員,而不是人類運動員。因此,人們不禁會想,什麼時候真正的機器能夠征服這項體育賽事?
首屆機器人世界杯1997年舉辦之時,賽事發起者就制定瞭一個目標,希望到2050年工程師能夠生產出類似於人類的機器人足球隊,並且能夠與人類世界杯的冠軍相抗衡。但通過最近幾屆機器人世界杯參賽機器人笨拙的動作來看,這個目標似乎有點遙不可及。不過人們很容易低估機器人技術的發展速度,十餘年來無人駕駛汽車和無人駕駛飛機都看起來是天方夜譚,但現在已經成為真正的企業業務。
與谷歌在無人駕駛汽車方面的大手筆企業投資相比,參加今年機器人世界杯的150多支球隊預算並不多,不過組織者希望這項賽事的一些特點能夠在沒有資金刺激的情況下加快技術創新。
其中一個特點就是把競爭與合作聰明地結合起來。在淘汰賽之前,各支球隊都秘密準備自己的新策略,調整硬件和軟件。但在決賽結束之後,所有參賽球隊必須公佈自己的方法,這樣就提高瞭第二年參賽球隊的門檻。另外一個特點就是對各支球隊硬件的力量進行限制,鼓勵球隊研究出聰明的獲勝策略,而不是靠蠻力取勝。
機器人世界杯的另外一個特點是這裡並非隻有一個賽事,而是有很多個。既包括一些有輪子的圓柱形機器人,類似於《星球大戰》裡的R2-D2,整個機器人球隊都由一臺計算機通過頭頂攝像頭輸入進行控制;也有一些完全擬人化的機器人聯賽,類似於R2-D2的忠實夥伴C-3PO。擬人機器人聯賽還再劃分為三個級別,包括兒童級、青少年級和成年人級。在這個領域,每個機器人都有自己的獨立傳感器和人工智能軟件。
此外,對於那些不願安裝掃描器和上場拼搏的球隊來說,還有虛擬聯賽可以選擇。這個方面的比賽主要是為瞭提高軟件,為比賽每個步驟的每個動作設計最快速的計劃,無需擔心硬件產生的各種變故。另外還有供學齡極客比賽的青年聯賽,其中一些技術優秀的,肯定會在進入大學後參加成人世界裡的機器人世界杯。
要想感受機器人足球的最新技術,你必須深入幕後。上周,卡耐基·梅倫大學的研究生喬伊迪普·比斯瓦斯(Joydeep Biswas)和他的同事們正在對球隊進行最後的調整,他們將參加一個小型聯賽。在參加世界杯的機器人仍然顯得笨拙且易犯錯誤的時候,這個小型聯賽裡機器人的速度和準確性已經非常驚人。他們的電子機械觸腳可以將聯賽專用的橙色足球以每秒8米的速度(真正足球領域的普通傳球速度為這個速度的兩倍)踢出。事實上,他們可以輕松地以更快的速度足球,隻是受限於硬件控制和最高球速的規則。
比斯瓦斯的導師是瑪努埃拉·維羅索(Manuela Veloso)博士,她參與創立瞭機器人世界杯,她的球隊也贏得瞭小型聯賽裡的大多數冠軍。2009年,維羅索和她的同事們決定與對手分享那些幫助其贏得一系列冠軍的軟件技術。在這個決定推動下,現在開源已經成為硬性規定,並且迅速提升瞭比賽質量。
“過去幾年裡,”維羅索博士說,“最大的改變之一就是我們開始分析真正足球的戰術和踢法,以調整我們的戰略。”她和自己的團隊在一篇已發表的論文中介紹說,他們觀察和研究對手的防守策略,吸引對手遠離可能阻止進球的位置,進而實現進球。這種策略被稱為“壓迫式進攻”,正是學自職業足球教科書。
其他研究小組也取得瞭類似的進步,來自澳大利亞、中國、伊朗和泰國等國傢的團隊經常能夠在比賽中取得靠前的名次,這與他們國傢足球隊在球場上的表現形成瞭鮮明對比。在機器人世界杯早期,各支球隊之間的水平差距非常明顯。但現在情況已經改變,在10分鐘的比賽時間裡,最出色的球隊也隻能取得很少的進球,類似於人類之間進行的水平接近的足球比賽。事實上,維羅索的球隊在去年比賽中獲得第二名,他們在常規時間與對手2比2踢平,點球大戰中落敗。
另外,不僅僅球員是機器人。令很多國際足聯批評人士羨慕的是,維羅索和她的團隊正在研發機器人裁判。雖然它無法阻止一些球隊故意利用人類足球隊的一些做法,例如有力推搡對手機器人導致摔倒,但是它可以更加有效地執行一些規則,例如踢球速度的限制等。
最令維羅索博士感到高興的是,機器人世界杯的比賽過程中,會出現一些沒有經過預先算法設定的動作,她對這種三角傳球、小梅西和阿根廷隊式的配合感到非常興奮。這種意料之外的動作是緊急行為的反映,這也是人工智能的最高層面。所以她認為,每年機器人世界杯都會帶來更多的進步。
這樣看來,2050年機器人在足球比賽中擊敗人類是一個不切實際的目標嗎?在半個世紀的時間裡,藍色巨人IBM生產的美國第一臺電子計算機ENIAC在1997年擊敗瞭國際象棋大師加斯帕羅夫。據此判斷,機器人世界杯的目標並非遙不可及。事實上,問題或許應當是這樣的:到2050年,還會不會存在真正的人類足球運動員,他們或許會以某種方式增強肌體成為半機器人。那麼,機器人世界杯 vs 半機器人世界杯?