2014年9月11日，《城市快报》以《机器人也能跳<小苹果>》为题对我校做了报道，现将全文转发如下，以飨读者。
机器人也能跳小苹果
本报记者 李宁 图片由天津工业大学提供
2012年的春晚，创意节目《机器人总动员》让更多的人开始关注机器人带来的趣味。在不久前刚刚落下帷幕的“尚和杯”中国机器人大赛暨RoboCup公开赛分项选拔赛中，人们更是发现机器人不仅能跳舞，还能打篮球，甚至上擂台比武。
作为国内最权威、影响力最大的机器人比赛，该项赛事为大学生提供了展示自主设计机器人的平台。据记者了解，2013年的比赛，共吸引了来自200多所学校的2400多支队伍参加，参赛人数超过4200人。
日前落幕的分项选拔赛，包含武术擂台、机器人舞蹈、机器人篮球等项目，吸引了139所高校的455支队伍参加。在参赛队伍中，不乏天津高校代表队的身影。由天津工业大学设计的机器人在“机器人武术擂台标准平台”和“舞蹈双足人形机器人”两项比赛中都获得了一等奖。本报记者通过对获奖团队的领队张亮、赵地两位老师的采访，不仅了解了获奖作品的独特之处，还揭开了目前国内机器人比赛的众多细节。
机器人打擂，都快成“变形金刚”了
机器人采用吸盘结构和雷达干扰，吸盘解构是为了让机器人的防御性更强，雷达干扰则是针对对方机器人可能具备的红外传感器而设计的，增加对方发现我方机器人的难度。此外，机器人还可以变成类似于铲车的结构，对抗中能将对方的机器人推下擂台。
据张亮介绍，机器人武术擂台赛是中国机器人大赛中一项新的赛事，“机器人武术擂台标准平台”是这项赛事中的一种，此外还有不限平台的竞赛。
所谓标准平台，是指参赛机器人除电池外的任何部分，都只能使用同一厂家提供的机器人套件中的部件。据张亮介绍，擂台赛是一种对抗性比赛，比赛场地是正方形矮台，台上即为擂台场地。在这个擂台上，参赛双方的机器人模拟中国传统擂台格斗的规则，互相击打或推挤，如果一方机器人整体离开擂台区域或者被对方机器人打到不能行动，则另一方获胜。
“参赛机器人需要各种传感器，用来检测自身位置、对手位置、自身姿态以及擂台边缘等，这样才能保证不会掉下擂台，同时还能发现敌人，对其进行合理撞击。此外，机器人还有一个控制器和多个执行器。控制器相当于机器人的大脑，参赛队员以其编写的程序控制机器人的行为和策略，让机器人通过执行器做出行走、变形、击打、冲撞等攻击行为和旋转、急停等躲避行为。”张亮说。
为了达到在对抗竞赛中压倒对手的目的，张亮说，学生需要根据比赛规则，进行机械、电子、策略等各方面的创新设计。据张亮介绍，接到比赛通知时正值暑假，参赛学生和指导教师放弃了休息时间，加班加点地完成了对机器人外形的设计加工、配件选型、整机组装及调试等各项工作。
说到此次获胜机器人的独特之处，张亮说：“我们的机器人采用了吸盘结构和雷达干扰。吸盘结构是为了让机器人的防御性更强，雷达干扰则是针对对方机器人可能具备的红外传感器而设计的，增加对方发现我方机器人的难度。此外，我们的机器人还可以变形，即变成类似于铲车的结构，对抗中能使对方的机器人轮子离开地面。轮子一旦离地，机器人很容易就被推下擂台了。”正是在这样的创新思维下，张亮带领的团队在参赛队伍中脱颖而出。
机器人舞蹈，17个关节保证“跳得爽”
机器人能完成俯卧撑、前翻、侧翻、仰卧起坐、单手支撑倒立等高难度动作，跳舞的背景音乐是《倍儿爽》《小苹果》和国粹京剧的混合剪辑。
与武术擂台上的机器人相比，参加舞蹈比赛的机器人则要求外形美观。赵地带领的团队，参加的是“舞蹈双足人形机器人”比赛，这项比赛是舞蹈比赛的一种，此外还有多足异形组比赛。赵地向记者展示了他们的参赛机器人，该机器人具有人形结构，躯干部分以鲜艳的蓝、黄、红为主色调，身披红色披风，十分炫酷。
据赵地介绍，大赛组织方提供了两米见方的平坦区域作为舞蹈场地，场地四角各有一直径40厘米的大圆，4个角的大圆分别与场地的直角边框相切，每个大圆中间再套一个直径20厘米的小圆。比赛开始时，机器人必须被摆放在场地中央，若有多个机器人，则平行排成一排放在中央。在规定时间内，参赛机器人必须完成大赛规定的动作，还可由参赛队伍自行选择音乐并设置高难度的舞蹈动作。在此过程中，只要任意一台机器人身体的任意部分接触到任意一个小圆位置，即可得到有效加分。机器人在执行动作的过程中，必须保持稳定性，如出现意外跌倒，机器人必须凭借自身的重力加速度传感器检测到机器人跌倒状态，并自主站立。
赵地团队设计的机器人不仅可以完成前进、后退，左右侧行、左右转弯、前后摆动手臂、转圈、灵活转动头部等基本舞蹈动作，还可以完成俯卧撑、前翻、侧翻、仰卧起坐、单手支撑倒立等高难度动作。能够精准到位地完成这些高难度动作，是基于对机器人结构进行的三维模型运动学、动力学仿真分析的结果。
“我们团队的机器人具有17个关节，每个关节处都有舵机。电机通过串联能实现串口通信，比如能将一个关节处的转速与旋转的位置反馈给控制器及其他电机，保证各个关节的信息通讯等。舵机带有温度保护，如果机器人在运行中温度过高，舵机内部会自动切断电源，保护机器人。”赵地说。
机器人舞蹈比赛是融科学与艺术为一体的比赛。机器人动作的优美程度、与音乐的契合度都会影响最后的得分。据赵地介绍，此次比赛可以自行选择音乐。“我们是把三段音乐混合剪辑到一起了，其中两段是《倍儿爽》和《小苹果》，第三段是国粹京剧。前两个都是快节奏音乐，而京剧则节奏缓慢，之所以这样剪辑，是想呈现动静结合的效果。在京剧伴奏声中，机器人做出缓慢而夸张的京剧特有的姿势，这也是我们的一大特色。”赵地说。
在赵地看来，舞蹈机器人的研制其实是为实现机器人的智能化所做的基础性工作。“如今的舞蹈机器人，能实现很多高难度动作，同时扩充一些视觉传感器、语音传感器等，就能实现初步的人机对话。在此基础上，随着机器人硬件设备不断升级以及软件程序的优化，机器人能够通过复杂的传感系统检测并适应外界环境信息的变化，自动提取对它有用的信息并进行融合处理，这就真的实现人工智能了。”赵地说。
