索尼 toio应用创意开发征文｜基于索尼 toio的机器人足球赛

足球是全世界人民喜爱的运动。索尼toio Q宝机器人作为一种全新的、寓教于乐的智能机器人，孩子能不能使用它来踢一场简易的机器人足球赛呢？我们就来尝试一下。

为了实现一个小型机器人足球赛，我们需要适当使用多个toio™基本单元扮演双方的球员。在场地设计时，需要考虑机器人活动的一个合理位置和方向。

足球场地：足球场地是小型机器人足球比赛的基础。在设计场地时，可以使用划线、纸板、标杆等材料来标志圈贴切出边界线，利用索尼toio™Q宝配套的操作垫来定义球门位置。

球门设计：考虑到比赛场地的运输和搭建要求，球门设计应该是可以轻松拆装的，可以快速组装和拆卸，而且球门需要在比赛过程中保持稳定，因此需要考虑合适的底座和固定方式，以确保球门不会不经意间移动或倾倒，以下是球门的样例：

控制算法：机器人的控制算法至关重要。基于感测数据，如距离和方向，用户可以控制机器人的速度和方向。实现的算法可使用模糊 PID 控制或模糊神经网络等知名算法。将机器人面向足球或空位踢球，使球尽可能多地穿过对方球队。当然也可以使用索尼toio™配套方向盘，让每个参赛选手自由辅助操控。

基于索尼toio™的足球赛方案设计

要对索尼toio™核心Q宝进行编程，设计相关的策略来实现机器人的协同比赛，就需要利用传感器获取自身与球的位置信息，一个重要的策略是对机器人进行定位和控制。通过计算机器人与球的相对位置和方向，判断球员角色（进攻、防守、中场），并控制机器人进行合适的动作（移动、停止、旋转等），以达到协同合作和有效控制比赛进程的目的。

状态感知与决策策略：机器人需要根据实时获取的信息，例如球的位置、敌方位置等，进行状态感知和决策。根据当前比赛场景和规则，机器人也可以判断是否需要修改策略，或者采取某种特定的行动。比如当机器人距离球门较近时，状态感知能提醒机器人放弃进攻而开始组织防守。

角色运动策略：不同球员角色需要采取不同的运动策略。例如，在进攻时，机器人可以寻找机会前进到对方球门附近并尝试踢球；在防守时，机器人可以尽量靠近对方球员，并通过预判对方的移动来阻止对方进攻；在中场时，机器人可以保持合适的位置，作为球传递的中间站点。

通信与协同策略：如果可以实现机器人之间的通信与协同，会更好地实现基于队伍的策略。通过互相传递信息，改变战术和策略，增加球员之间的协作，提高整体实力。下面是一个我使用JavaScript实现toio™基本单元机器人足球的部分核心代码示例：

下面是一个我使用JavaScript实现toio™基本单元机器人足球的部分核心代码示例：

// 创建toio™基本单元机器人对象
const robot1 = new ToioRobot();
const robot2 = new ToioRobot();
const robot3 = new ToioRobot();// 设置机器人的初始位置和角色
const players = [{ id: 1, position: { x: 0, y: 0 }, role: "attacker" },{ id: 2, position: { x: 10, y: 0 }, role: "defender" },{ id: 3, position: { x: 5, y: 0 }, role: "midfielder" }
];// 模拟机器人足球赛的主循环
function mainLoop() {// 获取机器人和球的位置信息const ballPosition = robot1.getBallPosition();const playersPositions = players.map(player => {return {playerId: player.id,position: robot1.getPlayerPosition(player.id)};});// 根据球的位置和角色来执行不同的策略playersPositions.forEach(player => {const targetPosition = (player.role === "attacker") ? ballPosition : getGoalPosition();moveToTargetPosition(player, targetPosition);});// 每隔一段时间调用主循环函数setTimeout(mainLoop, 100);
}// 移动机器人到目标位置
function moveToTargetPosition(player, targetPosition) {const deltaX = targetPosition.x - player.position.x;const deltaY = targetPosition.y - player.position.y;const direction = Math.atan2(deltaY, deltaX) * 180 / Math.PI;const distance = Math.sqrt(deltaX ** 2 + deltaY ** 2);if (distance > 1) {// 控制机器人移动到目标位置robot1.move(player.id, Math.min(100, distance * 5), direction);} else {// 机器人到达目标位置，停止运动robot1.stop(player.id);}
}// 获取球门位置
function getGoalPosition() {// 返回球门的目标位置
}// 启动机器人足球赛
mainLoop();

最终，我们设计出机器人传球、带球过人、射门等动作与策略效果如下：

• 传球：
  

• 带球过人：
  

• 射门：
  

上述策略该如何组合，使机器人完成一场足球赛呢？我们可以按照回合制来轮流操控自己的机器人，玩家在自己的回合可以对机器人下达一到两个指令，指令可以在移动一段距离、传球、带球过人、射门之间选择。通过指令的组合，经过多个回合后，踢进对方球门次数较多者获胜。当然，玩家也可以加入诸如足球出界后点射之类的规则，甚至加入更多Q宝机器人完成更为复杂的战术配合。用机器人来结合手动与自动操作踢足球是非常有挑战性的娱乐，我们快快来尝试吧。