突破！兩項世界冠軍！

“我們是世界冠軍！”

在得知獲得2022年機器人世界杯（RoboCup）救援機器人的兩項世界冠軍之后，國防科技大學(xué)智能科學(xué)學(xué)院NuBot機器人團隊成員發(fā)出了這樣的吶喊。

團隊主要成員合影

NuBot團隊在此次比賽中取得兩項冠軍一項亞軍的好成績(jì)，這也是該校在該賽事上取得的最好成績(jì)，實(shí)現了我國在這些項目上的突破，標志該團隊進(jìn)入世界第一梯隊，在特種機器人領(lǐng)域形成一定的局部?jì)?yōu)勢。

以下視頻來(lái)源于

國防科大

RoboCup (Robot World Cup）機器人世界杯是世界機器人競賽領(lǐng)域影響力非常大、綜合技術(shù)水平高、參與范圍廣的專(zhuān)業(yè)機器人競賽，由加拿大大不列顛哥倫比亞大學(xué)教授 A1an Mackworth 在1992年次提出的。其目的是通過(guò)機器人比賽，為人工智能和智能機器人學(xué)科的發(fā)展提供一個(gè)具有標志性和挑戰性的課題，為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供一個(gè)動(dòng)態(tài)對抗的標準化環(huán)境。

其中，救援機器人組比賽的目的是為促進(jìn)城市搜救機器人技術(shù)的研究與發(fā)展，通過(guò)競賽可以為救援機器人在復雜環(huán)境下運行提供性能客觀(guān)評價(jià)標準。比賽中，各參賽隊需要完成具有挑戰性的任務(wù)，控制救援機器人在迷宮式的場(chǎng)地中搜救模擬的受困者，在完成任務(wù)的過(guò)程中充分展示其救援機器人性能（機動(dòng)性，感知能力，定位建圖能力，操作界面，遠程操控性、自主能力等）。比賽是一個(gè)救援機器人技術(shù)進(jìn)步展示的舞臺，也是檢驗救援機器人系統的實(shí)驗場(chǎng)。比賽的最終目標是將機器人用于真正的救援任務(wù)。

NuBot救援機器人

受新冠疫情影響，今年的RoboCup救援機器人比賽采用線(xiàn)上+線(xiàn)下的參賽模式，分為操控性項目、運動(dòng)性項目、機械臂靈巧操作項目、探索與建圖項目、搜索與探測項目等5個(gè)大項共28個(gè)小項。

機械臂靈巧操作DEX項目比賽場(chǎng)景

探索與建圖EXP項目比賽場(chǎng)景

國防科技大學(xué)NuBot參加了三個(gè)項目，成功斬獲探索與建圖EXP、搜索與探測SAI兩項世界冠軍以及機械臂靈巧操作DEX項目亞軍，成為了本屆賽事冠軍數量并列第一、冠亞軍數量第一的隊伍。

比賽結果

機器人底盤(pán)的設計者——博士生陳柏良每年都會(huì )對機器人的底盤(pán)進(jìn)行優(yōu)化，使目前該自重僅45kg的底盤(pán)能實(shí)現載重65kg的情況下攀爬45度斜坡，并與碩士生潘海南一起開(kāi)發(fā)基于強化學(xué)習的擺臂自主規劃算法，讓機器人能夠自主翻越樓梯、梅花樁等復雜障礙。

博士生程創(chuàng )在過(guò)去的一年里不斷迭代設計多款機械臂，形成了一套自重低、臂展長(cháng)、負載高的機械臂設計方法，實(shí)現了自重僅5kg的機械臂遠端（1.5m處）提重5.11kg（小項第一），并與碩士生曾瑞涵一起開(kāi)發(fā)了機械臂避奇異逆解遙操作算法以及機械臂末端穩定控制算法，為實(shí)現搜索與探測SAI項目冠軍、機械臂靈巧操作DEX項目亞軍提供了關(guān)鍵支撐。

基于數字孿生的人機交互界面

博士生施成浩將其在頂級國際會(huì )議中發(fā)表的最新科研成果應用在此次比賽中，實(shí)現了機器人在不平穩地形下的快速高精度建圖，13分鐘就建立了大型試驗場(chǎng)地的全局地圖，是NuBot能夠蟬聯(lián)探索與建圖EXP項目冠軍的重要保障。

大范圍場(chǎng)景快速高精度建圖（室內環(huán)境）

博士生鄧文邦、朱騰達則負責機器人的通信系統和能源系統，保證了機器人穩定高效運轉，同時(shí)鄧文邦作為此次比賽的隊長(cháng)，還負責比賽的組織與直播解說(shuō)，現場(chǎng)用流利的英文同組委會(huì )專(zhuān)家進(jìn)行交流。

2021級學(xué)員王能、龔舜杰等擔任此次比賽的操作手，他們利用課余時(shí)間全身心投入操作訓練，并不斷在訓練中優(yōu)化人機交互系統、感知系統布局，使機器人的操作性能有了顯著(zhù)提升，實(shí)現了超視距下快速插孔、壘木樁等精細化操作。23min內成功搜尋并觀(guān)測到46個(gè)亞毫米級目標物，獲得了遙遙領(lǐng)先的184分，打破了賽事紀錄。

“喜悅之后，認清形勢，丟掉追趕者的身份，下一步的提升與創(chuàng )新將變得更加具有挑戰?！?/span>NuBot團隊導師、智能科學(xué)學(xué)院教授盧惠民說(shuō)。