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赛队特辑|从编程到赛场,人大附中队如何玩转人形机器人足球赛?

贝壳财经2025-08-11 00:00:021770人阅读

2025世界人形机器人运动会开幕在即,全国70所学校的192支优秀队伍将齐聚“冰丝带”,展现青少年和高校学子在科技赛场的青春风貌。

8月5日,ROBO LAND机器人营地的一场3v3足球训练赛提前点燃热度——中国人民大学附属中学(以下简称“人大附中”)Prototype原型队以7:1的大比分战胜北京林业大学队,其机器人在运动、判断球位及击球时反应果断,屡次破门。

赛后,这支青少年队伍分享了他们在机器人开发与训练中的技术突破,以及背后的成长故事。


人大附中Prototype原型队。受访者供图

从“运球控球”到“追击射门”,8人高中生战队打造赛场优势

作为一支高中生队伍,人大附中团队此次共有8人参加,覆盖高一学生到高三毕业生。成员们分工明确,程序组成员负责定位、通讯、单刀能力的相关代码调试。结构组则负责机器人配件的开发。

为备战赛事,人大附中团队很早便开启了针对性的训练。队长谭笑说,在入驻比赛场馆前,队员们已经在加速进化公司进行了为期半个月的“单兵训练”,重点调试机器人的定位算法与追球逻辑,确保单台机器人能精准识别球位并快速反应。

而入驻场馆后,训练重心便转向了“团队作战”,核心是解决3台机器人的协同问题,避免3台机器人在比赛中同时扑向同一球。

“我们编写了一套协同规则,将三个机器人分为主攻手、辅助、守门员。”谭笑解释,团队通过代价函数计算每台机器人从当前位置到球的最短时间,“耗时最少的自动切换为主攻手,其余则根据位置调整为辅助或守门员”。这种机制能让机器人在场上各司其职,避免“内讧”。

机器人在场上的敏捷表现,离不开团队对底层程序的反复打磨。谭笑表示,团队没有完全依赖官方提供的demo程序,而是进行了针对性改造,将机器人原本“追击-调整-射击”的运球逻辑,升级为更灵活的“追击-调整-运球”模式:当机器人处于对方半场180度范围内时,会自动触发运球程序,配合“球越近发力越小”的线性控制,可以减少被对手抢球的风险。



人大附中团队正在调试代码。受访者供图

“离球门远时机器人会粗放调整角度带球,靠近后再精细瞄准射门,这套策略能显著提升运球效率。”队员赵文瑾补充道。

机器人的高效配合还离不开数据同步技术。借助UDP(用户数据报协议),机器人之间能实时传输球位、自身位置等关键数据,再由“机器人队长”整合信息分配角色。谭笑举例,“哪怕某台机器人暂时看不到球,也能通过队友传来的数据继续参与配合,实现对球的跟进。”

在技术开发的过程中,这支队伍的独特优势逐渐显现。贝壳财经记者了解到,团队将人工智能深度融入开发流程,大部分代码由AI生成,队员们则专注于代码的阅读、调试和优化。为了提升调试效率,团队还自主开发了三套可视化工具,可实时显示机器人与球的位置、对比球位的定位偏差,还支持模拟决策调试。

在备赛过程中,队员们也在积极观察和学习其他顶尖队伍的技术亮点,针对性地寻找自身提升空间。谭笑观察发现,清华火神队通过高级步态训练,能让机器人实现快速旋转,并用足弓踢球;中国农业大学山海队的机器人动作调整速度更快,控球精准度更高。谭笑透露,赛前团队将进一步优化机器人的避障与进攻能力,提升场上调整与射门的稳定性。


人大附中团队正在比赛。新京报贝壳财经记者 韦博雅 摄

鼓励学生自主探索,人大附中“传帮带”育英才

这支青少年队伍的快速成长,离不开人大附中精心构建的科技教育生态。谭笑透露,作为学校最大的科技类社团,机器人社团采用的是“学长带学弟”的模式。“学校还推行项目式学习,我们不是光啃书本,而是能直接参与比赛,在有限的资源和时间里发挥最大能力,这种机会很难得。”谭笑说。

这种模式不仅保证了技术的连续性,更激发了创新。团队指导老师苏晓静透露,在备赛时,团队能快速上手人形机器人,正是得益于轮式机器人项目的积累。去年,他们还将轮式机器人的代码开源,帮助了全国多支队伍,这种开源精神被延续到人形机器人开发中。

在人大附中,学生自主探索的能力被推到了首位。苏晓静表示,“人大附中的机器人教育秉承学校尊重个性,挖掘潜力的理念,以培养学生的工程技术素养和创新能力为核心,重视研究性学习。老师更像导师,不只传授知识,更重要的是传授方法,激发兴趣,挖掘潜力,赛场上绝不插手,哪怕失败,也要让学生在亲身经历中总结成长。”

学校的支持不止于理念。4间专属机器人教室、500平方米训练场地、从机械加工到编程的全套设备,构成坚实硬件基础;从初中到高中的“必修课+研修课+竞赛课”金字塔式课程体系,为学生开展机器人研究提供了从理论学习到实践操作的全链条保障。


人大附中队队长谭笑。受访者供图

“这是我们第一次真正参与人形机器人的开发和实践,能接触到最顶尖的技术,机会特别宝贵。” 谭笑感慨,“以前玩的机器人用的是闭环控制这种简单算法,这次接触到神经网络驱动的控制算法,学到了很多新东西,也让我们更清楚未来的发展方向。”

团队教练们见证了队员们的显著成长,一位教练告诉记者:“备赛的过程中,学生们的技术思维变得更成熟,团队意识也更强了。我们始终相信学生有足够的学习能力、创造力和想象力,对我们来说,老师不该局限于‘教’,而是要搭建平台、链接资源,让学生们去交流探索。”

谈及作为青少年队伍征战本次世界人形机器人运动会的意义,苏晓静表示,此前中学生多数参加轮式机器人比赛,而此次中学生队伍在人形机器人比赛中的亮相,相信能产生引领作用,“可以让更多青少年意识到,在具身智能和人形机器人领域,中学生也能做研究,人工智能并非遥不可及,每个人都能参与其中。”

新京报贝壳财经记者 韦博雅

编辑 杨娟娟

校对 贾宁

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