9:0！“清華火神隊”戰(zhàn)勝東道主德國Sweaty隊，奪得了冠軍！
今年3月，清華大學(xué)機器人足球隊“清華火神隊”在RoboCup機器人世界杯德國公開賽類人組成人尺寸組別的決賽中獲勝。
RoboCup作為一個全球影響力大、綜合技術(shù)水平高的機器人國際賽事，自1997年創(chuàng)辦以來，已吸引60多個國家和地區(qū)的頂尖團隊參與。
奪冠這條路 “清華火神隊”走了21年
“清華火神隊”是由自動化系研究員機器人控制實驗室主任趙明國創(chuàng)立的機器人足球隊，由于人形機器人領(lǐng)域研究成本較高、技術(shù)難度較大，有能力參與RoboCup類人組，成人尺寸組別比賽的隊伍并不多，清華火神隊可以說是中國的代表性隊伍。
在RoboCup的球場上，一場比賽的時間是20分鐘，但來到這場被人關(guān)注的“勝利”，趙明國與清華火神隊已經(jīng)走了21年。2003年，趙明國入職清華大學(xué)自動化系，主要研究機器人的步態(tài)控制與行走，當(dāng)時自動化系計劃在本科生培養(yǎng)中，增加機器人相關(guān)內(nèi)容，清華火神隊便在此背景下創(chuàng)建。
雖然有來自學(xué)校與系內(nèi)教師的支持，早期的清華火神隊，始終面臨著經(jīng)費緊張的挑戰(zhàn)，每次出國比賽師生都要省吃儉用，買不起新的性能穩(wěn)定的機器人，只能小心翼翼地用舊機器人比賽。盡管如此，清華火神隊卻依舊憑借扎實的技術(shù)，常年在全球賽中保持前三名的成績。
“從學(xué)術(shù)層面看，過去的機器人研究，是一個投入產(chǎn)出比很低的領(lǐng)域，和現(xiàn)在的火熱情況不一樣。”趙明國回憶，作為國內(nèi)最早一批做人形機器人研究的學(xué)者，自己也曾被勸說轉(zhuǎn)換研究方向。“經(jīng)歷過不少‘彈盡糧絕’的時刻，好多時候我都覺得，‘就干最后一把吧’，但結(jié)果往往是在這種時刻開始變好了。”
在學(xué)術(shù)道路上，“甘坐冷板凳”的精神和對機器人研究的執(zhí)著支撐著趙明國與清華火神隊走過了這段寂寞歲月。
在清華火神隊 同學(xué)們都要“過四關(guān)”
二十多年的時光里，趙明國最欣慰的是，團隊中每一名學(xué)生的成長：“解決一個問題時，我們的學(xué)生往往要‘過四關(guān)’—— 自己先要對問題反復(fù)論證，覺得可行后找老師談；我會進行各種‘質(zhì)疑’，如果學(xué)生能夠很好地回應(yīng)‘質(zhì)疑’，那么就過了老師這一關(guān)；接下來就要講給資深同行聽，最后是面對更大范圍群體的質(zhì)詢。”
這樣，學(xué)生就有動力不斷進行更深入的探索，也能在科研中獨當(dāng)一面。例如，學(xué)生陳蓬輝當(dāng)前的研究是 “敏捷運動恢復(fù)”，這也是清華火神隊的一大運動控制亮點：他借助強化學(xué)習(xí)的范式，讓機器人在相對標(biāo)準(zhǔn)的跌倒?fàn)顟B(tài)下，在 2 秒內(nèi)實現(xiàn)起身，而這一時間在過去要接近 10 秒。
“可能最終沒有得到理想的結(jié)果，或者研究的周期很長，這都沒關(guān)系。” 趙明國更看重的是，“學(xué)生一步步去做，把每個環(huán)節(jié)捋清楚、講明白。”
從 “跟跑” 轉(zhuǎn)為 “并跑” 未來還要 “領(lǐng)跑”
趙明國介紹道：“現(xiàn)階段在人形機器人領(lǐng)域，中國已經(jīng)從‘跟跑’轉(zhuǎn)為‘并跑’，包括麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)洛杉磯分校在內(nèi)的團隊，也在與清華的學(xué)生做溝通。”
從 2004 年成立到現(xiàn)在，從校園到產(chǎn)業(yè)，從實驗室到競技場，清華火神隊走出了不少優(yōu)秀學(xué)子。目前隊伍所使用的 Booster T1 機器人，就是由第三任隊長、自動化系 2006 級本科生、2010 級碩士生程昊創(chuàng)立的公司提供。
“火神隊還是很有特色的，既有理論型的學(xué)生，也有工程實踐型的學(xué)生。” 趙明國說，“看到學(xué)生能把求學(xué)時的探索，轉(zhuǎn)變?yōu)樽约旱氖聵I(yè)去做，這讓我們體會到更大的意義。”“如果在火神隊里不‘創(chuàng)新’，可能不太能和其他人聊到一塊去。此外，相較于過去，團隊的條件已得到很大改善。在這種情況下，我們的學(xué)生應(yīng)當(dāng)做更長遠的事，在人形機器人領(lǐng)域，做出世界標(biāo)桿性的創(chuàng)新成果。”
21 年磨一劍，從默默無聞到亮相世界，“清華火神隊” 用熱愛與堅持，在科技的綠茵場上踢出了中國創(chuàng)新的弧線。中國人形機器人的未來，讓我們拭目以待。
編輯：李華山
