近几年，国际上对足球机器人的研究以及相应的各种比赛取得了迅速的发展。无疑足球机器人是一个新兴的交叉学科，涉及机器人学、人工智能以及人工生命、智能控制等多个领域。在存在对手的动态环境中，足球机器人要通过相互配合协作，表现出团队行为或完成特定目标。环境的动态性及对手的干扰，对于系统实时决策和机器人运动控制有着更高的要求。足球机器人系统本身既是一个典型的多智能体系统，是一个多机器人协作自治系统，同时又为它们的理论研究和模型测试提供了一个标准的实验平台。本文重点研究了FIRA 5V5比赛中一个机器人源代码的进攻部分。首先说明了机器人足球赛的目的和意义，并简单介绍了它的发展现状。然后概述了足球机器人分类及实现方案、足球机器人使用的平台以及规则。之后会初步阐述本源代码的进攻部分 （分为进攻模块、策略模块、团队配合模块三个部分）,将详细分析每个模块的功能、结构、流程以及和平台的连接,每个部分会给出它的功能、包括的对象和设计原理。最后，通过对源代码的详细研究，深入分析足球机器人的策略系统，以达到对人工智能的了解和应用。在分析本源代码之后，本文将针对程序的不足和可添加的地方进行修改。 关键词 机器人足球；运动控制；角色转换； , . area, like, , , life, etc. Robot game , which need nt . , how real-/- -time . robot -agent multi- . , test-bed model . over .At first . . rules.After . based . last,after .Key words robot ； ； role； 1．1足球机器人研究背景…………………………………………………5 1．1． 1足球机器人简介……………………………………………………5 1．1．2研究足球机器人的目的意义………………………………………5 1．2论文的研究内容………………………………………………………6 1．3 本文的组织结构………………………………………………………6 系统介绍……………………………………………………………72．1 机器人足球简介………………………………………………………7 2．2 机器人足球的国际组织及发展现状…………………………………7 2．2．1 FIRA………………………………………………………………7 2．2．2 ……………………………………………………………7 2．2．3 足球机器人的发展现状…………………………………………8 2．3 足球机器人系统简介………………………………………………9 2．3．1 足球机器人分类及实现方案……………………………………9 2．3．2 机器人足球仿真比赛系统平台…………………………………11 2．4 机器人足球仿真比赛系统规则………………………………………12 2．4．1 比赛规则………………………………17 2．4．2 Large 比赛规则………………………………17 2．5 小结……………………………………………………………………17 本程序具体分析……………………………………………………183．1 进攻程序的具体分析…………………………………………………18 3．1．1 进攻程序的功能…………………………………………………18 3．1．2 进攻程序基本流程………………………………………………18 3．1．3 进攻程序包含对象及其作用……………………………………22 3．2 团队合作程序的具体分析…………………………………… ……22 3．2．1 团队合作程序的功能……………………………………………22 3．2．2 团队合作程序基本流程…………………………………………22 3．2．3团队合作程序包含对象及其作用………………………………27 3．3策略程序的具体分析…………………………………………………28 3．3．1策略程序的功能…………………………………………………28 3．3．2策略程序基本流程………………………………………………28 3．3．3 策略程序包含对象及其作用……………………………………34 对本机器人足球程序的修改………………………………………354．1本程序的不足之处……………………………………………………35 4．2修改的基本思想及流程………………………………………………35 4．3修改的程序段…………………………………………………………38 4．4修改后的结果分析……………………………………………………40 结论…………………………………………………………………………41 致谢…………………………………………………………………………42 参考文献……………………………………………………………………43 第一章 绪论 1.1研究背景 根据我国科学家的定义，机器人是一种自动化的及其，所不同的是这种机器具备一些与人或者生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。

一般来说，机器人可分为：操作型机器人、程控型机器人、示教再现型机器人、数控型机器人、感觉控制型机器人、适应控制型机器人、学习控制型机器人及智能机器人几大类。 1.1.1足球机器人简介 足球机器人系统是机器人研究的一个分支，属于可行走智能机器人系统。目前研究的方向为集中 控制式足球机器人系统；集中视觉型足球机器人系统；颁布控制式足球机器人系统。足球机器人既有一般机器人的共性，又有其特性。它以实现机器人足球运动员为发展目标，研究运动分析、自动控制、人工智能、计算机视觉及其他传 感器融合、无限数字通信等学科领域。 足球机器人是一个极富挑战性的高技术密集型项目，融小车机械、机器人学、机电一体化、单片机、数据融合、精密仪器、实时数字信号处理、图像处理与图像识别、知识工程与专家系统、决策、轨迹规划、自组织与自学理论、多智能体协调、以及无限通讯等理论和技术于一体，既是一个典型的智能机器人系统，又为研究发展多智能体系统、多机器人之间的合作与对抗提供了生动的研究模型。 1.1.2 研究足球机器人的目的意义 目前机器人足球已成为人工智能领域发展的历史性目标和智能机器人发展的代表方向。机器人足球是人工智能和机器人学新的标准问题，是连接基础研究与实际应用的中介和桥梁，是展示信息自动化前沿研究成果的窗口和促进产、学、研结合的新途径。

巨型机器人足球比赛的目的正是为了促进分布式人工智能和机器人领域的发展，促进相关的学科的发展，进而为其相关技术在生产及生活中的应用打下良好的基础。另外，将科学研究领域的最热点最前沿的机器人与全世界最受欢迎的第一体育运动——足球相结合，将产生前所未有的效应，收到广泛的社会关注，起到了非常有效的科学普及作用。机器人足球已成为高科技与体育、学术与兴趣、科技与娱乐的完美结合，这便是它发展的活力所在。 机器人足球虽然是在一个小平台上两个机器人球队进行的足球比赛，但要使一个机器人球队战胜另一个机器人球队，不但需要人工智能技术中的视觉、传感融合、行为决策、知识处理等技术，而且还需要和无线通讯、智能控制、机电一体化、计算机 仿真等许多关键技术集成为一体的综合技术。因此凡参加“世界杯”机器人足球比赛的球队都是带着自己国家的综合实力和尊严参加比赛的，因此可以说“世界杯”机器人足球是衡量各国综合技术实力的一个小平台上“技术战争”。 由于我国在机器人足球方面与世界最高水平的差距远远小于我国人类足球与世界先进水平的差距，因而会对社会产生更大的吸引力。所以，机器人足球赛本身将可以形成一个与人类足球赛类似的产业。

1.2论文的研究内容 对于仿真比赛，由于平台近于理想平台，不像实物比赛易受周围环境的影响，并且平台为官方提供的统一平台，因而具有更好的客观性，更便于比赛的开展。本文所要研究的就是进行基于该平台的一个比赛程序进攻部分，并在该程序基础上进行修改实现传球策略。该程序曾在FIRA 5v5的韩国比赛中参赛并夺取名次，是不可多得的研究足球机器人的优秀程序。 在研究的基础上，将发现源代码在一些细节问题上会有小小的缺陷。本论文会对源代码的一些细小问题做出修改和添加，以使程序更完美的运行。 1.3论文的组织结构 论文的第一章主要介绍了机器人足球的背景和论文研究的内容。第二章通过介绍机器人足球的发展、分类，进一步研究了足球机器人的组成原理以及组织结构，并对仿真平台和规则进行了介绍。第三章主要讨论了源代码进攻部分的功能及其流程。第四章则在第三章的基础上，为源代码添加了本来并不完善的传球策略，并给出了传球部分代码及流程。 第二章 系统介绍 2.1 机器人足球简介 让机器人踢足球，是1992年加拿大不列颠英哥伦比亚大学教授Alan 在V1－92会议上首次提出的，旨在推动人工智能学科的发展，为智能机器人提出一个新的具有标志性和挑战性的课题。

与此同时，1992年10月在东京召开的关于“人工智能领域的巨大挑战”学术研讨会议( ce, Oct.1992,Tokyo),与会者认真讨论了开展机器人足球比赛对于发展科学技术的意义。与会学者普遍认为让机器人踢足球是机器人与人工智能领域最具挑战性的研究课题。

说起爱国科学家很多人第一时间就会想到钱学森。他毅然放弃美国优渥的条件，宁愿忍受美方暗无天日的拘禁，也坚持要重返故土，为国家的建设贡献自己的力量。在如今又有了一个被称为“当代钱学森”的爱国科学家，他就是潘锦功。一个研制出可再生清洁能源“发电玻璃”却拒绝了美国的高薪挽留，毅然选择回国的伟大科研人员。

潘锦功

潘锦功出生于风景秀丽的杭州，自小就聪明又好学。1996年潘锦功凭借自己的努力，进入了美国新泽西理工大学攻读博士学位。在这里他研究的课题取得了非凡的成就，凭着自己杰出的科研才华和刻苦钻研，潘锦功创建了碲化镉薄膜太阳能研究中心，开始进行一种“发电玻璃”的研究，而那时的潘锦功仅有20多岁。

随着经济的发展和人类数量的不断增加，资源问题成了困扰全世界的一个难题。人们不断寻找和开发可再生能源，而潘锦功进行的就是这样一项针对可再生能源的研究。我们知道太阳能是一种特别环保的可再生资源，潘锦功研发的“发电玻璃”正是可以把太阳所散发出来的热能进行一系列的转化，从而使其发电。这项发明的出现，可以说是恰逢其时。“发电玻璃”它的专业学术语言，叫做碲化镉薄膜太阳能电池，也被誉为挂在墙上的油田。

“发电玻璃”

它的发电原理是，将发电半导体材料集成在玻璃上利用光伏效应，将太阳辐射能直接转换成电能。它并不是直接生产出来的，而是在绝缘的普通玻璃上，涂抹上了一层碲化镉的特殊材料，涂抹的这种材料十分细微，相当于头发丝的百分之一。加入了这种材料之后，普通的玻璃就具有了光电转化的功能，让普通玻璃摇身一变，成为了“发电玻璃”。

与风能、太阳能电板发电，和传统的煤、石油等化石能源相比，这种“发电玻璃”发电量更强 成本更低，无论晴天雨天都能有效转化太阳能。拥有不竭动力而且十分坚硬，如果能成功研究出可以量产的“发电玻璃”，对民生、经济甚至军事都会产生巨大的促进作用。

光伏

自潘锦功研究出“发电玻璃”后，他便成了众多国家争夺的科技人才。他们前仆后继地对潘锦功抛出橄榄枝，或是斥重金收买“发电玻璃”的专利；或是想高薪聘请潘锦功带领研发技术；或是愿意为潘锦功提供全面先进的实验室等等。而一贯重视高科技人才的美国，自然更不会放弃这个机会。自从“发电玻璃”这项技术出现之后，美国就对其极为重视，相信这一成果必将带来可再生能源的革新。为此美国大张旗鼓地将潘锦功列为重点保护对象，为了留住潘锦功还为他的研究所提供了尽可能高的条件和环境。

在潘锦功完善“发电玻璃”的相关技术后。美国的能源公司当机立断，主动找到潘锦功，向其提出以2000万美元的高价收买“发电玻璃”的专利使用权的交易。但出乎所有人意料的是，面对如此令人心动的条件，潘锦功却毫不犹豫地拒绝了此次交易。

潘锦功

2011年在美国完成了学业的潘锦功，一如当年的钱学森院士，怀揣着学成必归、报效祖国的信念，冲破美国的重重阻力带着研制的核心技术回到祖国，希望能够改变中国能源的未来。潘锦功归国后便扎根四川开始了自己的创业之路。选择四川这个省份是因为其优越的地理位置，四川能够辐射到西南五省市场巨大，覆盖人群相当于整个欧洲。同时雅安石棉县有全国首个独立的碲矿床，能满足潘锦功研究和生产所需要的碲资源需求。

我的梦想就是能在墙上建一个三峡电站，不仅能为国家新型城镇化建设提供长期稳定和可靠的能源供给，也能推动建材行业和玻璃行业转型升级，这是创业初期潘锦功的想法。虽然理想是崇高而坚定的，但实现理想的道路确实充满坎坷和挫折的。

中建材光电材料有限公司

潘锦功刚回国时“发电玻璃”并不成熟，他仍需要投入大量资金进行科研。为此他只有融资这一条路可选，但当时的众多融资公司对他的发明并不了解。他吃了无数的闭门羹，后来好不容易融资成功。2013年公司又遭遇了资金链断裂的困难，2014年潘锦功团队中的大量成员被高价挖走，“发电玻璃”的研制陷入停滞的困境。

在潘景公事业与科研陷入双重低谷时，美国很多参议院领袖及一些行业科研人员来到中国，表示欢迎潘锦功重回美国，并承诺在那里会提供给他优渥的生活条件和研究条件，现实的打击让潘锦功一度动摇。但他想起了自己最初的梦想，想起曾经斩钉截铁地选择和立志报效祖国的信念。为此他再次拒绝了美国抛来的橄榄枝，咬牙坚持继续留在国内奋斗。

皇天不负有心人，历经无数个日夜的努力。2017年潘锦功团队终于突破研究瓶颈，“发电玻璃”这项技术终于成功用于实际，全球最大单体面积的碲化镉 “发电玻璃”。成功从潘锦功创立公司的生产线上走了下来，这条消息传到美国之后，许多美国专家捶胸顿足，都称不应该将潘锦功博士放回中国。

2018年全国双创活动周开幕式的主会场，在成都菁蓉汇7号楼的右侧外立面有一面黑色的玻璃幕墙，面积约有30平米。这并不是普通的玻璃幕墙，而是由约14块碲化镉太阳能“发电玻璃”组成的，而这种黑科技的“发电玻璃”，正是诞生于由潘锦功担任总经理的成都中建材光电材料有限公司，成都中建材总经理助理蒋猛表示，这块“发电玻璃”通过光电转化产生电能有光就能发电。

1.92平方米对应的装机功率是250瓦，弱光下的转换效率也能达到13%。这个转化率虽然弱于晶硅太阳能电池，但比世界上其他的““发电玻璃””效果更稳定尺寸更大转化效率更高。而在潘锦功的生产车间里，生产一块这样的单片面积1.92平方米，重30公斤的单片玻璃只需要55秒，让人不得不惊叹中国制造与中国速度。

都菁蓉汇7号楼

不要小看这小小的一块“发电玻璃”，它每年能产生260到270度电。也就是说只需两三块这样的玻璃，就能满足一个家庭一年的用电需求。三四千块“发电玻璃”的发电量，甚至比一口普通油田一年产油所转化的电量还多。据初步估算，如果将全球的建筑物中的玻璃全部改为“发电玻璃”，就能节约全球40%的电量。目前我国有400亿平方米的建筑物，就算只改造其中的十分之一，也相当于建造了3个三峡水电站，每年节约的资源堪称天文数字。

而且““发电玻璃””的承载能力也非常强，它甚至还能被铺在路面上。日后一旦与电动汽车的移动充电技术相接，那么这样的路面就可以随时用作移动充电站。甚至还可以将汽车玻璃改造成 “发电玻璃”直接为汽车提供能源，这无疑会推动电动汽车的使用，减少燃油汽车的使用。

汽车装载“发电玻璃”

而除了以上这些作用之外“发电玻璃”还能用于军事，因为携带方便使用简单，因此““发电玻璃””非常适合野外用电使用。在野外时只需要带上一小块玻璃，就能够保障军区通讯基站的用电需求。这还得到中央军委有关机关的表扬和感谢，同时蒋猛还表示这种“发电玻璃”成本低、能耗小、无污染生命周期30年，是可以替代砖头普通建筑幕墙等的，绿色可回收可发电的建筑材料。

这无疑是为大规模光伏建筑一体化的实施奠定了坚实的基础。这样看来不负自己潘锦功果然不负多年的努力，真正实现了自己当初的创业梦想。不仅为国家提供了长期稳定又可靠的能源供给，甚至还推动了建材行业和玻璃行业的转型升级。

在2019年9月第三届全国双创周期间，潘锦功携世界第一块大单体面积碲化镉““发电玻璃””赴京参展，获得国家发展改革委“增强制造业核心竞争力重大工程包”，专项支持1.59亿元。其团队研制的项目也被纳入，事关振兴国家核心竞争力重大高科技项目行列。

如今 “发电玻璃”已经被用于实践当中，它不仅承包了福特汽车在全球的159个厂房屋顶和墙壁的改造，还接单了好几个国家重大工程。在取得现有成功的同时，潘锦功也从未停下研究的步伐。在团队的共同努力下，他们还研制出了一系列新产品，先后推出普通彩色玻璃与釉彩“发电玻璃”。

自2011年回国创业，潘锦功带领团队先后完成了34项国家专利申请，其中有发明专利19项。当国家利益与个人利益发生冲突的时候，也许有很多人会选择保全自己的个人利益。然而总有那么一些人，永远将国家的至高利益放在个人利益之前“苟利国家 不求富贵”。正是因为有无数像钱学森、潘锦功这般不慕名利 一心报效祖国的科学家，才能实现中华民族的伟大复兴，我们的祖国才能越来越繁荣昌盛。感谢这些无私奉献的英雄，他们值得我们每一个人点赞！

书法是中国特有的一种传统文化，在中国文化史上具有特殊的意义。几千年来书法一直在继承和发展，即使到了我们现在，学习书法的人依然很多，书法凭借其独特的魅力也是俘获了很多人的心，很多外国人也慕名前来学习。

随着大科技时代的发展，高科技的人工智能已经走进了千家万户，给我们的而生活带来的极大的便利。

近几年，有关人工智能的话题依旧很热，早在2016年，中国工程院院士、中国人工智能学会理事会李德毅就指出，未来15年到20年，将是人工智能时代。

比如“阿尔法狗”战胜了围棋顶尖高手；人工智能机器人所“撰写”的小说获得大奖；第一本人工智能诗集已经出版；人工智能机器人已经会书写对联……人工智能对书法艺术会产生怎样的影响？我们不得而知。机器人书法走红，与王羲之的字迹毫厘不差，学生练字还有意义吗？

书法机器人的诞生让我们不得不重新审视对人工智能的认识，我们不要小瞧这些高科技机器人，因为这些机器人写出来的书法作品还真像那么回事，不由得让人感叹，这就是现代高科技和传统书法的完美结合！

在央视的一档节目中，书法机器人与三位来自中央美术学院的书法专业的硕士研究生进行了一场PK。机器人与真人一起书写书法，然后现场嘉宾与观众盲猜哪幅是机器人所写。

挑战是在天下第一行书《兰亭集序》中，有21个"之"字，每个的写法都不同，各有变化。

第一轮比试中，题目就是摹写《兰亭集序》中的一个"之"字。

参加比拼的三位书法研究生都表示，"之"字看起来简单，但因为笔画少、结构简单，其实越简单的反而更难写得好。

第三个为机器人写的

在现场展示的作品中，我们可以看到四个字写的都非常具有美感，都写得很好，那到底哪个才是机器人写的呢？

结果令人哗然，现场的观众竟然大部分都没有辨别出哪个是机器人写的。

嘉宾撒贝宁与韩雪在分析很久之后也没有看出来，连来自中央美术学院的教授邱振中也没分辨出来。

比试的第二轮，是真人与机器人各用书法写一句诗词，不限字体，要求书法要体现出诗词中的感情。

果然，在第二轮中观众和嘉宾很快分辨出了机器人写的书法。

第三个为机器人写的

那么，为什么第一轮机器人能赢，第二轮却输了呢？

因为第一轮是要求摹写，本质上是复制；而第二轮书法要表现诗词情感。

书法机器人有强大的字库，复制对它来说不难，但是它在书写诗词时，只能从字库中提取笔法，但并无法注入相应的情感。

机器人再聪明，也只是个冰冷的机器，没有人类的情感和情绪，书法的美是一种创新的美，千人千字才是书法的魅力，每个写书法的人都会有自己的书法范，会有自己的特点。

而机器人只会模仿和复制，没有创造性也没有注入感情在里面，而且书法还会呈现书法家的涵养、认知、情感，这些都是机器人展示不了的。

我们欣赏书法不仅仅只是看书法的美，还有思想的美。这里面就能看出机器人和人类的根本区别，所以机器人取代人类的说法根本说不通。

就像王羲之的《兰亭序》，他在作《兰亭序》的时候小酌了一杯，在微醺的状态下写出来天下第一行书，后来他自己都坦言，再写出这样的作品已经不可能了，即便是完全临摹，也不是那种意境和美感了。

所以，根本不存在什么人工智能的发展将会取代真正的书法家的情况，毕竟机器人只是没有感情的机器而已，因此，学生练习书法还有没有意义这个问题的答案呼之欲出。

其实学习书法对孩子的成长有极大的好处：

1、规范文字。

书法学习，能够促使人养成细致、专注、沉着、持久的学习品质。正如郭沫若老先生认为：“培养中小学生写好字，不一定要人人都成为书法家，总要把字写得合乎规格，比较端正、干净，容易认。

养成这样的习惯有好处，能够使人细心、容易集中意志，善于体贴人。草草了事、粗枝大叶、独行专断，是容易误事的，练习写字可以逐渐免除这些毛病。”

2、提升素养。

书法需要涉及众多的古典文籍和诗词，能够大幅度提升文学素养，并将文字内容促成良性的社会教育

3、冶心静气。

书法是人去浮躁与静气的手段。如今的世界，浮躁风行，尘土飞扬，能守住心中的一分宁静，是人生的一种高境界。

4、启迪心智。

书法能启迪人们的心灵，提升人们的品德修养和道德情操，它承载了传统文化的内涵，表现了我们民族的审美意识，是中华民族聪明才智的集中表现。

如果你想培养孩子的一项兴趣爱好，不妨从书法开始吧，让孩子多练字，

信息化时代，电脑打字仍然无法取代练得一手好字，平时记笔记、做练习题、考试、写作文、办黑板报、写通知，哪一件也离不开亲手写字，无论以后会发展到什么时代，练字只会被越来越重视，中国的传统文化绝对不会被大家遗忘，也绝不会被人工智能取代。

练好字终生受益，让小孩子从小养成练字的习惯非常重要，父母在其中也扮演了至关重要的角色，引导好孩子的日常生活和学习，让孩子更加健康快乐地成长。

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