I那次事故已经过去好几年了. 在一盒他儿子的纪念品里, 布莱恩, 比尔·海德曼偶然发现了一本速写本,奇怪的是,他不记得之前看过这本书. 布莱恩是一个狂热的素描艺术家,并有一个真正的诀窍. 这个爱好产生了大量的速写本,当老海德曼翻阅这本书的时候, 一幅特别的画引起了他的注意.

1995年7月,布莱恩死于一场车祸, 他在圣母院大学一年级和二年级之间的暑假回家. 在这所大学仅仅一年的时间里,他就留下了不可磨灭的印记. 设立了纪念奖学金, 每年颁发给一个学生,他的一个朋友写了一首诗,诗中描述了布莱恩的性格. 在他在365wm完美体育官网登录时的宿舍莫里西大厅外,种了一棵树来纪念他.

然而,当他的父亲看到这幅画时,他有了一个新的,充满活力的纪念布莱恩的火花.

“画的是一个人形机器人在踢足球. 一个四分卫,”比尔·海德曼回忆道.

这幅画给了海德曼一个主意. 他联系了几个工程学院的同学,提议举办一种新型的机器人竞赛——这种竞赛可能会激发学生的兴趣,同时也是一次有学术价值的经历.

海德曼说:“很多机器人竞赛都是技术性的. “我认为我们的关键观点是, 如果我们能想出一个令人兴奋的比赛会怎么样, 在技术上具有挑战性的, 甚至可能涉及大学社区的其他成员?”

T他的想法不是一夜之间流行起来的. 教师和管理人员就这个概念的整体价值进行了多次反复的对话, 以及如何最好地实施它. 最后,这个想法在工程学副教授Michael Stanisic教授的高级设计课程中找到了归宿. 第一年,他允许少数学生将机器人足球作为他们的课程项目. 他们负责定义比赛:球队, 规则, 展示了竞争的一个方面.

Stanisic观察到这是一个独立的项目, 由班上的一小部分人承担, 机器人足球没有必要的参与,使其成为一项有价值的教育努力. 因此,第二年,每一个参加设计课程的大四学生都在研究这个概念. 他们被分成两组(蓝色vs. 金),并制造了能执行传统美式足球比赛中动作的机器人.

“他们玩的第一个游戏很神奇,尽管还处于初级阶段,”斯坦尼斯奇回忆道.

很明显,这个想法是成功的. 在接下来的几年里,机器人足球企业被包含在各种课程和俱乐部单位中. 今天, 365wm完美体育官网登录有一个强大的学生俱乐部和两门课程:机器人足球设计和机器人足球制造. 高年级学生还必须单独选修高年级设计课程.

随着俱乐部在组织上的进步,它在技术上也在进步. 今天的机器人是在16英寸的方形平台上建造的(踢球者除外), 它能把球踢到离长方形底座60英尺远的地方。. Stanisic回忆起第一批机器人是如何使用弹射器和魔术贴模拟四分卫和外接球手之间的向前传球的. 今天,这个过程更加精细,展示了大量的工程肌肉.

今天的传球比赛是一个由传感器和马达组成的复杂系统. 四分卫必须决定面对外接球手的距离和方向. 为了实现这个目标, 四分卫依靠计算机视觉相机传感器来跟踪亮绿色, 蓝色的, 放置在宽接收器上的褶皱状织物上有黄色和粉红色. 四分卫机器人使用视频帧中外接球手的大小来计算到目标外接球手机器人的距离.

来自工程学院的学生在斯捷潘中心举办了一场机器人足球表演赛.
一个机器人将球传给另一个机器人的特写镜头. 两个工程学院的学生正在研究一个机器人.

这个距离是决定飞掠速度的关键. 四分卫配备了一个转盘,转盘上有一个马达,可以以所需的速度旋转两个轮子, 然后轻轻地把球送入他们之间,推动它前进. 纺丝速度由电池供电的电机电压控制, 但这些电池在游戏过程中会变弱. So, 一个反馈和传感器回路是必需的,所以适当的电压产生和适当的车轮速度实现.

但四分卫仍然必须向正确的方向投球. 为了做到这一点,接收器发出一束红外线. 四分卫旋转转盘,直到它定位光束,然后发射球.

“利用人类玩的游戏,找出一种方法让机器人做同样的事情,这是一项挑战,佐伊·丁格曼说, 机械工程专业大三学生,机器人足球俱乐部主席. 挑战不仅仅在于传球的执行, 优化跑卫的速度, 或者是机器人巡线员的力量. 而是学习这门学科的不同方面,以及它们如何协同工作.

“你可以设计一个接球手来做各种很棒的事情, 但如果你没有与设计四分卫的人密切接触,就不会这样,斯坦尼斯奇说.

“利用人类玩的游戏,找出一种方法让机器人做同样的事情,这是一项挑战."

“每个人都必须拿出自己的技能, 但我们也必须相互合作,相互学习,丁格曼补充道。. “作为一名机械工程师,我学到了很多关于电气工程和编程的知识. 那里有很多相声, 但你必须拥有它,才能让所有的事情都能走到一起,让它发挥作用.”

它是课堂上所学理论的实际应用. 教授. 詹姆斯Schmeideler, 谁教授机器人入门课程,并为机器人足球俱乐部提供建议, 将其好处描述为“系统级”的学习.“机器人本身就是系统, 与软件, 机械和电气元件共同工作以实现期望的功能. 如果其中任何一块出现故障,整个系统可能就完蛋了. 但在更高的层面上,足球队本身在某种意义上是一个系统的系统. 所以单个机器人不是孤立设计的, 而是为了与其他机器人系统合作和协作.

“这是最现实的, 他们可以获得实践经验,为自己的工作做好准备,施密德勒说. “在当今的工程界, 将大量时间花在单个组件上而不考虑如何将其融入更大的系统是非常罕见的.”

事实上, 几个俱乐部的资深会员毕业后都有工作等着找, 两人都表示,机器人足球的经验是他们竞选的一个优势.

然而,对于所有需要的跨学科技术技能, 机器人足球的概念仍然平易近人,足以吸引年轻人. 该俱乐部的成员经常在小学、初中和高中举行示威活动, 学生可以了解机器人并控制它们. 外展活动通常在4月下旬的STEM周前后进行. 在这些展示会上的互动通常是扶轮社社员一年中最精彩的部分. 丁格曼说:“这激发了下一代对STEM的兴趣。. “这是孩子们可以看到的东西,让他们对工程感到兴奋. 当他们看到这样的东西, 他们可以考虑更大的前景, 并且更好地理解他们作为工程师可能要做的事情.”

俱乐部成员在体育馆为小学生做示范.
Wes Evard摄.
一个机器人将球传给另一个机器人的特写镜头. 在斯捷潘中心观看机器人足球表演赛的观众.

埃迪Hunckler, 一名2017年的大四学生和俱乐部成员,在设计团队目前用于机器人的基础平台方面发挥了主导作用, 他说,在这些课程中,年轻学生的发现让他们对工作中的技术有了更深入的了解. “人们有一定程度的惊讶,”亨克勒说. “我们打开机器人,让它们看看里面发生了什么. 很多组件都有一个非常实用的用途——电机, 电池——它们可以连接到那类东西上, 但他们可以看到它是如何以一种不同的方式组合在一起的.”

亨克勒计划加入芝加哥一家制造公司的两名机器人足球校友. 每个人都表示,这段经历在他们的求职中都是有益的, 现在在他们的日常工作中. 这段经历对雇主的价值帮助赫德曼和他的同事们与365wm完美体育官网登录附近的学校建立了一个小型的校际联盟. 其他学校的教师和管理人员也看到了它的实用和教育价值, 他们开始接受这个概念,并在自己的校园里建立项目.

布莱恩 Hederman Memorial Trophy; Intercollegiate Champions of Robotic Football

4月20日, 2012, 第一届校际机器人足球比赛在365wm完美体育官网登录的斯捷潘中心举行, 以365wm完美体育官网登录和俄亥俄北方大学的俱乐部为特色. 从那时起, 其他的大学也组建了自己的球队,现在每年的比赛都在春天举行. 该赛事的播种由联合收割机决定-是的, 类似于每年在印第安纳波利斯举行的NFL预选赛——在此期间,机器会被测量强度, 通过精度, 速度, 机动性和踢脚距离. The combine also serves to lower the barrier of entry for institutions that can’t support a full-fledged club; individual robots can compete as well.

最终, 海德曼和其他一些人希望看到联盟按照传统的体育会议路线形成——十大联盟, 大西洋沿岸会议, 等. 现在, 来自印第安纳州的学校参加的地区锦标赛, 俄亥俄州和威斯康辛州将争夺布莱恩·海德曼纪念奖杯,这是对这位年轻人的致敬,他的素描激发了一切. 奖杯顶部的人物的灵感来自布莱恩的原始素描, 尽管它的位置应该是罗纳德·里根在电影中扮演圣母院传奇人物乔治·吉普时的位置 克努特·洛克尼,全美最佳选手. 因为吉普的故事是一种激励, 把他的足球故事和布莱恩·海德曼的机器人足球故事联系起来,这是很恰当的象征意义. 现已退休,但仍活跃于多个董事会,并在能源创造和政策方面担任重要顾问, 比尔·海德曼(Bill Hederman)仍然有时间推进几十年前的草图所产生的概念.

“在我心中,这是一种积极的爱,”他说. “这就是我坚持下去的动力.”