在世界“首个”国家级Ai+滑雪赛事上亮相的北体机器人

今天是第52个世界电信和信息社会日，主题为“在充满挑战的时代加速数字化转型”。在“十四五”规划开局之年，在庆祝中国共产党成立100周年之际，北京冬奥会筹办备战也正处于全力冲刺、全面就绪、决战决胜的关键时期。

北京体育大学深入贯彻落实习近平总书记考察冬奥工作的重要指示精神，全体师生以“使命在肩、奋斗有我”的时代精神，带头拼、加油干，发挥学科人才优势，依托国家重点研发计划——“科技冬奥”项目，强化科技创新，提升自主研发能力，加快科技成果孵化和升级；发挥科研平台、智库作用，围绕冬奥筹办备战，提供卓有成效的科研攻关、科技保障和资政服务。我校体育工程学院践行“体育+科技”，携手北体雪协组建了“北体智雪”机器人团队。

今天，我们一同探访“北体智雪”团队，共同探秘驰骋于雪原之上的机械精灵和它背后的故事。

北京体育大学“北体智雪”

战队介绍

2月27日，首届“全国机器人竞技大赛冰雪全明星挑战赛”在北京八达岭滑雪场举行。北京体育大学智雪队等16支国内知名院校及企业研发团队的参赛队伍展开精彩角逐。虽然与奖杯失之交臂，但北体智雪的同学们通过与高手的过招，将课堂知识加以运用、灵活掌握。

这个战队中有整合设计方案、掌控全局的“后浪”——肖翔颢；

有熟悉机器人底层机电控制方案的“攻城狮”——孙小彤；

有深谙各类图像处理算法和深度学习策略的“编程大佬”——李岳森；

有作为操作手对机器人进行专业动作编排和技术指导、滑雪经验丰富的“职业选手”——刘津成……

全国机器人竞技大赛冰雪全明星挑战赛是国内AI智能与冰雪运动的首次跨界融合。赛事突破了传统滑雪赛事的限制，旨在以机器人作为竞赛主体，吸引社会各界“智能冰雪”人才参与，智能科技加持体育赛事，为筹办2022年北京冬奥会、推动科技创新与体育赛事融合发展提供良好机遇。

#01

从零开始准备

首届“全国机器人竞技大赛冰雪全明星挑战赛”分为两组赛程，一组是遥控滑雪，一组是自主滑雪。在遥控滑雪组中参赛队伍可以通过手柄对机器人的动作发出指令，控制机器人行动；在自主滑雪组中机器人需要像人类一样具备识别环境、自主控制等功能。

机器人动作组的编排

对于机器人的主要部件和功能，张开宇介绍到，为了让机器人活动，他们会在关键部位设置电机。所有电机都连接一个主控板，进行实时数据的计算和机器人的控制。同时，为了让机器人能辨识雪场的场景，他们在机器人上设置了模拟人视差原理的双目视觉系统。与平时使用的相机不同，它可以最大程度模拟三维场景，让机器人能判断与物体的距离，使得整个机器人与人类更加相似。

小组成员对程序的修改

机器人的迭代组装完成

谈及准备过程，肖翔颢表示并非一帆风顺，其中也遇到了不少问题。最大问题是自主滑行部分。“虽然机器人研究并不是我们的专业，很多东西都是从零开始，但热爱能支撑人走得很远。”肖翔颢说道。

“北体智雪”团队成员肖翔颢

#02

有遗憾却更有收获

从一个人到一群人，这个团队中，所有人被热情与兴趣凝聚在一起。体育工程学院的同学和老师负责机器人的组合，雪协的同学负责相关滑雪动作和赛场指导，大家贡献各自的专业知识，最终打造出一个雪上“精灵”。

雪上FPV第一人称视角滑行测试

机器人第一次上雪测试

尽管进行了多次赛前测试，赛场上机器人仍出现了一些问题。烈烈寒风中，第一个机器人在赛道上出发，它先做了个犁式刹车，试图控制速度，从一个旗门旁滑过，随后便像一枚“鱼雷”直线冲下赛道，滑过终点后，一头撞到终点拱门的立柱上，算是顺利滑完了第一轮比赛。后面的一些参赛机器人就命运多舛。有的在试图穿越旗门时脚下打滑翻车；有的直接撞上了旗门；有的中途飞出了赛道，撞到边网上；有的因严重“受伤”被抬出赛场接受“治疗”……第一轮比赛结束后，多数参赛机器人都伤痕累累，身上缠满胶带。到第二轮时，比赛一度因为机器人需要维修而被迫暂停。

“虽然当时心里很着急，但是大家都竭尽所能沉着解决问题，趴在冰冷雪地更换零件也无所谓。”肖翔颢说道。在第二场比赛中，由于越来越多的设备加入到机器人中，导致舵机无法承载负载，舵机力矩不足。在赛后，大家对本次比赛进行了总结，真实的赛场环境直接反映了机器人需要改进之处。比如重心不稳、不够仿生，未来他们会考虑改变电池的位置来平稳重心，并争取在下一次比赛中取得更好成绩。

比赛时对机器人的调试

#03

使命在肩，争当体育科技创新的排头兵

“让机器做到人类所做的事，甚至做到人类做不到的事。研究机器人是一个非常有意义的方向。”当北京体育大学体育工程学院师生谈到“体育+科技”时，广阔的前景早已在他们心中被生动描绘。“比如，实验高难度、危险较大的动作，或在高山滑雪中进行赛道维护与管理，又或进行一些标准动作的训练，这都可能是未来机器人结合冰雪体育竞赛发展的方向。”张开宇提及，虽然这次比赛的过程充满挑战，但是实践的过程让同学们拥有将课堂知识加以运用、灵活掌握的好机会。

指导教师张开宇

作为一名热爱机器人的大学生，肖翔颢说：“机器人广泛应用是未来社会发展的趋势。在课程之余保持兴趣、发挥特长，虽然忙一点，但是探索实践与课程理论相辅相成，对个人学习也有极大帮助。”

正如习近平总书记所说：“同我们国家的强国之路一样，中国冰雪运动也必须走科技创新之路，一方面要坚持自主创新，一方面要善于吸收国际上的先进技术和训练方法。”北京体育大学师生，为助力实现“带动三亿人参与冰雪运动”目标，争当体育科技创新的排头兵，在课堂教学和实践平台中不断充实自己、探索创新，努力为体育强国建设贡献力量。

“使命在肩、奋斗有我”北体学子在行动

北体官微 | 2021第156期

采访策划 |汪彦铭、蒋心瑶

文字来源 |蒋心瑶、王晔媛、汪彦铭、滑雪族

图片来源 |“北体智雪”团队、蒋心瑶

监制校对 | 秦培栋

责任编辑 | 李 潇