2021RoboCup机器人世界杯中国赛暨亚太机器人世界杯天津国际邀请赛

2021-06-08 11:02:16

赛事简介

2021RoboCup机器人世界杯中国赛暨亚太机器人世界杯天津国际邀请赛（简称“RCAP天津国际邀请赛”）作为天津市第五届世界智能大会的重要组成部分，于2021年5月19日-22日在天津空港体育中心举办。

2021 RCAP亚太机器人世界杯天津国际邀请赛首次联手RoboCup机器人世界杯中国赛，在津门为全国观众呈现一场盛大的国际机器人竞技盛宴。此次大赛共有128支代表队竞争2021RoboCup机器人世界杯中国赛10个赛项的冠亚季军，75支代表队竞争亚太机器人世界杯天津国际邀请赛2个赛项的8个子赛项的冠亚季军。

2021亚太机器人世界杯天津国际邀请赛的成功举办，为机器人世界杯系列赛事，开创了线上线下相融合连接全球的全新赛会模式。在天津赛场开启线下现场比赛的同时，全球线上总决赛的大幕也在亚太机器人世界杯新加坡总部的主持下正式拉开。

2021亚太机器人世界杯天津国际邀请赛线上线下总决赛有来自中国、美国、俄罗斯、巴西、葡萄牙、新加坡、日本、埃及、印尼、伊朗、缅甸、印度、中国香港的13个国家和地区的两百多名选手在天津主赛场和全球各地的卫星赛场展开全面比拼。

此次大赛具有参赛队员热情高、参与面广、竞技水平高等特点。既有来自60多所高校的大学生、研究生也有中小学生；在地域上，参赛队员分布在十几个国家和地区，相隔万里依然能实现同步比拼；在赛项设置上，融合了中国赛和亚太赛合计四大赛项12个小赛项，是截至目前在中国举办的规模最大、参与度最广泛的机器人赛事与学术交流活动。

2021RoboCup机器人世界杯中国赛暨亚太机器人世界杯天津国际邀请赛的成功举办不仅代表了各高校、各团队的综合技术水平，某种程度上也代表了亚太地区机器人学科竞赛的最高水平，对培养学生创新能力、促进多领域学术交流、推动机器人产业发展等方面具有重要意义。

组织机构

主办单位：

天津市人民政府、亚太机器人世界杯国际理事会、中国自动化学会、RoboCup中国委员会

承办单位：

清华大学天津高端装备研究院、天津港保税区管委会、国自动化学会机器人竞赛工作委员会、天津市机器人产业协会

协办单位：

天津市工业和信息化局、天津市教育委员会、天津市科学技术局、天津市科学技术协会、清研华翊（天津）教育科技有限公司

支持单位：

天津市机器人学会、天津大学、南开大学、天津理工大学

日程安排

5月19日 8:00-22:00 人员签到&赛前调试

5月20日 8:00-22:00 人员签到&赛前调试&初赛

5月21日 9:00-10:00 开幕式

5月21日 10:00-20:00 初赛

5月22日 9:00-14:00 半决赛

5月21日 14:30-16:30 决赛

5月21日 17:00-18:00 闭幕式暨颁奖典礼

5月23日 9:30-11:00 参观保税区企业

项目介绍

本次大赛共设有四大赛项包含12个分赛项，分别为RoboCup足球机器人比赛（类人组、中型组、仿真2D组、仿真3D组、小型组、标准平台组），RoboCup救援组比赛（救援机器人组、救援仿真组），RoboCup家庭组比赛（开放平台组、标准平台组）以及RCAP CoSpace比赛（RCAP CoSpace智能搜救、RCAP CoSpace智能驾驶）

赛道介绍

RoboCup足球机器人比赛

RoboCup类人组项目

类人形组机器人足球赛（RoboCup Humanoid League）是RoboCup比赛中最早的足球联赛之一，自2002年RoboCup Humanoid League首次亮相以来，参赛队的进步速度和科技成果数量显着。类人足球机器人涉及多门基础学科和多项前沿技术，其最终目标不是完成机器人足球队之间的竞争，而是实现机器人足球队和人类足球队之间的较量。因此，类人足球机器人非常具有挑战性。

为此，RoboCup国际委员会每年变更比赛规则，从易到难逐步引领类人机器人向在2050年实现机器人和人类对抗这一目标迈进。参赛的类人形机器人必须是完全自主的，并且唯一允许的外部传感器是仿人类的（即没有有源距离传感器，视觉传感器仅限于像180度视野的人类）。此外，脚部区域的大小在质量中心的高度方面也非常有限。

类人形机器人比赛有两种形式，4v4仿人足球比赛和技术挑战赛。4v4仿人足球比赛需要每一个参赛队提供一支由4名完整的Kid-size机器人组成的足球队与其他队伍的机器人足球队进行较量并获得晋级资格或被淘汰。而技术挑战赛则是一支队伍要在规定时间内完成如“跳高，滑坡，抗冲击，挑球”等高难度任务并获得相应分数。“能够踢足球的类人机器人”的研发是机器人研究和人工智能发展的基本挑战。自2002年人类联盟开始以来，人形足球机器人的硬件和软件已经有了很多改进。

RoboCup 中型组项目

中型组机器人足球赛（RoboCup Middle Size League）是RoboCup比赛的主要项目之一，自 1997 年第一届 RoboCup比赛开始即是正式比赛项目。2018 年比赛场地大小为14×22 米，场上每支参赛队的机器人数量不超过5台，单个机器人体积不超过 52×52×80厘米，重量不超过40公斤，使用黄色标准5号足球进行比赛。比赛要求机器人完全自主，环境感知、决策、运动控制、通讯等都必须由机器人自身完成，不允许任何形式的场外干预。其研究涉及运动控制、机械电子、机器视觉、无线通讯、多机器人协同等诸多内容。从2002年开始，中国机器人大赛设置了RoboCup中型组机器人比赛项目，同济大学、华南理工大学、中国科学院自动化研究所、东北大学、国防科技大学、广东工业大学、上海大学、山东大学、北京信息科技大学、北京理工大学、北京工业大学、湖南大学、北方工业大学、厦门理工学院等高校先后开展该项目的研究工作，2008 年以来，共有 47 所学校参加过中国机器人大赛暨RoboCup中国公开赛中型组比赛，有11所学校参加过RoboCup世界杯中型组比赛。中国中型组参赛队已经在国际比赛中取得了非常优异的成绩，北京信息科技大学Water 队取得了5次RoboCup 世界杯中型组比赛的冠军（2010、2011、2013、2015、2017）、2次亚军（2014、2016）、1次季军（2012）。国防科技大学NuBot队也多次获得过 RoboCup 世界杯中型组技术两项挑战赛的亚军（2015）和季军（2010、2015、2016、2017）。

RoboCup2D仿真组项目

足球仿真2D比赛项目是一组足球仿真比赛项目，该比赛项目以Client/Server方式进行。 Server由比赛技术委员会RoboCup世界杯技术委员会提供的标准比赛平台，该平台模拟了11 对11的2维平面仿真球赛的执行，由球场仿真模块、消息板模块和裁判模块组成；每年技术委员会都会发布相应的比赛标准平台，安徽省该比赛项目的技术委员会据此比赛平台进行相关规则的制定。Client模块是各参赛队伍自己编写的足球队员程序，以每100ms一个仿真周期的方式同Server平台进行交互，感知Server平台提供的球场当前信息，并在周期结束前作出合适的行为决策，从而影响比赛的进行；行为决策水平的高低决定了球队比赛能力的强弱；该决策充分体现策略获取，机器学习，多智能体协作和合作等当前人工智能关键技术的研究进展。

RoboCup3D仿真组项目

RoboCup仿真3D始于2003年，同仿真2D比赛一样，也是采用Server/Client模式，比赛提供标准比赛平台，每年比赛标准平台由RoboCup世界杯技术委员会更新和维护。但是同2D 比赛平台最大的不同是该比赛模拟的比赛机器人为仿人形机器人（目前是以Nao机器人作为标准比赛机器人，尺寸基本上等同实物Nao机器人），机器人踢球也可以通过空中的方式，因此比赛也更加复杂和精彩。除了仿真2D中设计到的多智能体协作、合作和机器人学习等当前人工智能的热点问题，还涉及到机器人动力学和运动学相关的知识，机器人的稳定和快速行为也是比赛中的重要因素，因此每年技术挑战赛中，机器人倒地快速爬起、机器人的踢球（开球）距离、机器人的走路速度和稳定性也是重要的考核方面。

RoboCup小型组项目

小型组足球机器人比赛是RoboCup机器人足球世界杯的主要项目之一。本次比赛采用两队各3台实物移动机器人在约4m×6m的场地上进行机器人足球比赛。规则及赛制均参考“RoboCup机器人世界杯小型机器人足球比赛”规则制定。参赛队参赛机器人须采用符合小型组技术要求的标准小型足球机器人，通过编写比赛策略和运动规划算法与代码，两两对抗，以在规定时间内进球数计算胜负。

小型足球机器人是集图像处理、自动决策、路径规划、自主避障、c++/lua混合程序设计于一体的轮式足球机器人。集中解决了多个智能机器人之间的协同合作以及在混合集中分布式系统下高度动态环境中的控制问题。

RoboCup标准平台组项目

RoboCup标准平台组比赛是RoboCup传统比赛项目，最初名为RoboCup四足组（1998-2004），采用AIBO四足机器人作为统一的参赛机器人平台。

2004年该比赛更名为标准平台组比赛。2007年改为采用Nao双足机器人作为统一参赛机器人平台。该项比赛已成为历届RoboCup比赛中最受关注的赛事之一，2016年共有24支队伍获得参赛资格，参加了在德国莱比锡举行的国际比赛，德国不来梅大学的B-Human队获得世界冠军。2016年国内比赛共有6支队伍参加比赛，同济大学队获得冠军。

目前该项比赛双方各采用不超过5 台Nao双足机器人作为比赛队员、1台Nao 双足机器人作为教练，比赛用球为黑白色足球。比赛上下半场各10分钟，中场休息10分钟。在比赛过程中，机器人自主决策、自主运动，是RoboCup各项赛事中技术含量最高、观赏度最强的比赛之一。

RoboCup救援组比赛

RoboCup救援机器人组项目

救援机器人组比赛的目的是为促进城市搜救机器人技术的研究与发展，通过竞赛可以为救援机器人在复杂环境下运行提供性能客观评价标准。比赛中，各参赛队需要完成具有挑战性的任务，在完成任务的过程中充分展示其救援机器人性能（机动性、感知能力、定位建图能力、操作界面、远程操控性、自主能力等）。比赛是一个救援机器人技术进步展示的舞台，也是检验救援机器人系统的实验场。比赛的最终目标是将机器人用于真正的救援任务。

比赛任务是控制救援机器人在迷宫式的场地中搜救模拟的被困者，获胜队伍必须能够很好的完成若干任务。比赛总成绩将按照完成所有任务后的总分高低排出冠、亚、季军，另外设置三个单项挑战赛冠军：通过能力挑战赛、灵巧操作挑战赛以及自主能力挑战赛。

一座建筑物在地震中倒塌，突发事件处理救援队负责在事发地点组织救援，请求增派救援机器人协助搜救建筑物内的被困者，以防余震造成的再次伤害。在建筑物入口处环境状态未被破坏，但是随着进入建筑物内部，毁坏程度将会逐步增加。救援机器人及其操作者的任务就是确定现场环境、寻找被困者，并将获得的信息（被困者位置和状态）标记在救援机器人所建立的现场地图上。

RoboCup救援仿真组项目

RoboCup 机器人救援仿真是是一个通过模拟现实生活中的城市灾难场景，用机器人进行救援的仿真系统，它是和应用领域结合十分密切的新兴工程。其主要目的是使救援智能体进行有效的分工协作，完成营救市民和灭火的任务，以最大限度地减小灾难带来的损失，进而在灾难救援这个重大的社会问题上促进研究和发展。

RoboCup 机器人救援仿真是一个用计算机对真实的城市灾难情况进行模拟的系统，如在地震发生时的仿真模拟环境中：房屋，建筑物等都倒塌了；道路、轨道和其他一些公共交通设施都被毁坏了；基础的城市设施比如电力，下水道系统也都被毁坏了；通信设施和信息的传播被中断了，许多受害者被埋在倒塌的房屋下；地震引起的火灾开始很快的蔓延；消防车要通过的道路被倒塌的房屋碎片挡住了等场景。为了减小灾难带来的损失，参赛队伍需要开发一支强有力的救援智能体队伍，在仿真系统提供的灾难场景下进行有效的救援，并且尽快地营救受伤的民众，抢救人们的生命财产，把灾难的损失降低到最小。

RoboCup家庭组比赛

RoboCup家庭组赛事旨在开发对未来个人家庭应用具有高度相关性的服务和辅助机器人技术。它是服务机器人的最大的年度国际赛事，并且是RoboCup赛事的一部分。该赛事包括用于在现实的非标准化家庭环境设置中来评估机器人的能力和性能的一组基准测试。重点在于以下领域，但不限于：在自然光条件下的人机交互和合作，动态环境重的地图自构建与导航，对象操纵，自适应行为，行为集成，环境智能，标准化和系统集成等。

RCAP CoSpace比赛

RCAP CoSpace 智能驾驶

“RCAP CoSpace 智能驾驶”是RCAP亚太机器人世界杯的官方赛项。该赛项通过融合线上线下的智能驾驶场景，为学员们提供了机器人制作、编程与挑战机会，从而提高其AI核心素养，锻炼其通过机器人与AI知识解决问题的能力。RCAP CoSpace 智能驾驶挑战分为新秀、U12和U19三个级别，为学员们提供了从 “0” 基础逐步晋级到精英挑战赛的完整机器人与AI编程学习与竞赛方案，并将丰富的CoSpace图形化编程、Scratch、Python、C++ 等编程语言融合入平台，具有极强的可拓展性。在CoSpace独创的虚实穿越平台上，学员们可以享受coding解决问题的乐趣，感受机器人与AI改变世界的魅力。

“RCAP CoSpace 智能搜救” 是RoboCup机器人世界杯及RCAP亚太机器人世界杯的官方赛项。该赛项诞生于RoboCup 2010, 是世界上最早的线上线下一体化AI算法挑战赛。在 CoSpace 智能搜救挑战赛中, 由两支参赛队在同一虚拟和现实场景中进行智能搜救挑战。参赛队伍需要使用本队开发的策略让其现实和虚拟机器人在指定场景中自主巡航、避障、区域识别以及宝藏的搜寻和收集，终场时积分高的队伍为优胜者。整个比赛以人工智能（AI）中最经典的搜索问题为主线，开拓学生的计算思维。RCAP CoSpace 智能搜救被誉为青少年AI算法奥林匹克。