格斗機(jī)器人，公認(rèn)的起源是于1994年在美國(guó)舊金山舉行的第一屆美國(guó)機(jī)器人格斗大擂臺(tái)賽事。這一機(jī)器人創(chuàng)新概念由馬克·索普（Mark Thorpe）創(chuàng)立，他的靈感來源于在研發(fā)遙控真空吸塵器過程中意外發(fā)現(xiàn)的機(jī)械沖撞力。其獨(dú)特的機(jī)器人和競(jìng)技形式收獲廣泛的關(guān)注。^[9]1999年8月，格斗機(jī)器人領(lǐng)域迎來了重要的里程碑，第一屆官方格斗機(jī)器人比賽（BattleBots）在美國(guó)加利福尼亞州長(zhǎng)灘舉行，標(biāo)志著格斗機(jī)器人文化的一個(gè)重要發(fā)展階段。比賽中，格斗機(jī)器人按照重量分級(jí)，包括輕量千克級(jí)別的格斗機(jī)器人Kilobots（輪式25-55磅，腿式25-83磅）、重量兆級(jí)別的格斗機(jī)器人Megabots（輪式56-109磅，腿式84-164磅）、超重量級(jí)的格斗機(jī)器人Gigabots（輪式110-200磅，腿式165-300磅）。1999年11月，第二次格斗機(jī)器人比賽的舉辦進(jìn)一步鞏固了格斗機(jī)器人和比賽運(yùn)動(dòng)的地位，并通過電視按次付費(fèi)的方式向更廣泛的觀眾展示了格斗機(jī)器人的魅力。比賽采用了觀眾所熟悉的重量級(jí)和超級(jí)重量級(jí)機(jī)器人，使得格斗機(jī)器人的競(jìng)技更加精彩和激烈。 ^[2]

1999年，中央電視臺(tái)引進(jìn)轉(zhuǎn)播英國(guó)機(jī)器人格斗比賽《機(jī)器人大擂臺(tái)》(RobotWars)，引發(fā)國(guó)內(nèi)民眾高度關(guān)注格斗機(jī)器人和相關(guān)賽事。^[6]2021年10月，中國(guó)上海運(yùn)用格斗機(jī)器人舉行了機(jī)器人格斗賽，共有12-16支熱愛格斗機(jī)器人競(jìng)技，來自全國(guó)各地的頂尖職業(yè)戰(zhàn)隊(duì)進(jìn)行比賽，展現(xiàn)格斗機(jī)器人的魅力。^[7]2024年，中國(guó)哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)生造“格斗機(jī)器人”奪國(guó)際大賽冠軍。^[8]

輪式機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)能、高速、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛應(yīng)用。在純滾動(dòng)條件下，輪式機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性受到限制，需要根據(jù)移動(dòng)機(jī)器人的移動(dòng)特點(diǎn)來選擇配置不同的車輪。輪式機(jī)器人相對(duì)于其他移動(dòng)結(jié)構(gòu)，如腿式機(jī)器人和履帶式機(jī)器人運(yùn)動(dòng)得更快，而消耗的能量相對(duì)較少。從控制的角度來看，輪式機(jī)器人由于其簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)和較好的穩(wěn)定性，也較容易控制。輪式機(jī)器人的弊端是在粗糙地面和崎嶇地形的應(yīng)用中比較困難。^[10]

輪式格斗機(jī)器人需完成自主登臺(tái)、自動(dòng)巡航、目標(biāo)搜索與攻擊以及掉落后自主返場(chǎng)等功能。整個(gè)格斗比賽過程無需人工操作。設(shè)計(jì)上，機(jī)器人被分為機(jī)械、控制、傳感和驅(qū)動(dòng)四大系統(tǒng)，利用多種傳感器進(jìn)行信息采集，實(shí)現(xiàn)環(huán)境識(shí)別和目標(biāo)定位，以協(xié)同控制和高效驅(qū)動(dòng)完成復(fù)雜任務(wù)。實(shí)戰(zhàn)測(cè)試驗(yàn)證了機(jī)器人的靈活性和場(chǎng)地適應(yīng)性，確保格斗機(jī)器人能獨(dú)立執(zhí)行任務(wù)并滿足競(jìng)賽標(biāo)準(zhǔn)。^[11]新型輪式自主格斗機(jī)器人集成了移動(dòng)機(jī)構(gòu)、環(huán)境與目標(biāo)感知、高功率驅(qū)動(dòng)、嵌入式控制以及深度學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的目標(biāo)識(shí)別等多項(xiàng)技術(shù)。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)和調(diào)整，機(jī)器人能夠在多種情況下自動(dòng)上臺(tái)，并在臺(tái)上進(jìn)行敵情檢測(cè)與對(duì)抗，滿足了設(shè)計(jì)和比賽的需求。同時(shí)，利用比賽中收集的數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，確保其在智能格斗領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。^[12]通過實(shí)驗(yàn)證明的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，輪式機(jī)器人格斗時(shí)不僅越障能力強(qiáng)，氣鏟結(jié)構(gòu)快速鉗制對(duì)手機(jī)器人，防側(cè)翻功能良好，具備較強(qiáng)格斗能力，并輕松完成投擲火炬的任務(wù)的多種功能。^[13]

足式機(jī)器人相較于輪式和履帶式機(jī)器人，展現(xiàn)出更優(yōu)的地形適應(yīng)性、靈活性和越障能力，能夠進(jìn)入更多種類的空間。雙足機(jī)器人模仿人類步態(tài)，具有高度的運(yùn)動(dòng)靈活性和障礙躲避能力，能夠執(zhí)行行走、越障和上下樓梯等復(fù)雜動(dòng)作。^[14]仿人型格斗機(jī)器人采用STM32F407單片機(jī)作為核心控制單元,自主構(gòu)思控制方案進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，參考在仿人搏擊中運(yùn)用到的各種動(dòng)作方案進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究,通過藍(lán)牙模塊控制單片機(jī)系統(tǒng)完成各種仿人動(dòng)作。實(shí)踐證明,機(jī)器人系統(tǒng)在格斗中延時(shí)低、準(zhǔn)確度高，具有一定的實(shí)用性。^[15]例如，波士頓動(dòng)力公司的Atlas機(jī)器人能夠執(zhí)行過獨(dú)木橋、跳躍、斜坡行走、支撐跨欄和后空翻等高難度動(dòng)作，其運(yùn)動(dòng)能力接近人類。 在設(shè)計(jì)上，雙足機(jī)器人需平衡自由度與行走穩(wěn)定性和步態(tài)規(guī)劃的復(fù)雜性。通常，機(jī)器人的每條腿會(huì)設(shè)計(jì)有三個(gè)自由度，分別對(duì)應(yīng)髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)，從而形成雙腿共六個(gè)自由度的配置。在步態(tài)規(guī)劃中，機(jī)器人需要協(xié)調(diào)抬腿、轉(zhuǎn)動(dòng)髖[kuān]關(guān)節(jié)和移動(dòng)腳步等動(dòng)作。為了實(shí)現(xiàn)這些動(dòng)作，在機(jī)器人的六個(gè)關(guān)節(jié)處各安裝一個(gè)舵機(jī)，并通過鋁制連接件進(jìn)行剛性連接，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且輕便。同時(shí)，機(jī)器人的腳底采用鋁材平面骨架，以增強(qiáng)行走時(shí)的穩(wěn)定性。^[14]

雙足格斗機(jī)器人能進(jìn)行完全自主對(duì)抗，在日本Robo-One的首屆自主兩足格斗錦標(biāo)賽中，格斗機(jī)器人的比賽沒有場(chǎng)邊墻壁或標(biāo)記，且禁止使用機(jī)器人頭頂攝像頭。所有傳感器必須內(nèi)置在機(jī)器人體內(nèi)。參賽者可以通過無線連接使用外部計(jì)算機(jī)控制機(jī)器人，但比賽強(qiáng)調(diào)的完全靠機(jī)器人的全自主性。 在傳感技術(shù)上，一些機(jī)器人采用飛行時(shí)間攝像頭進(jìn)行3D定位，或結(jié)合小型單板計(jì)算機(jī)（Raspberry Pi）和計(jì)算機(jī)視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)軟件庫(kù)（OpenCV）的可見光攝像頭來檢測(cè)對(duì)手。根據(jù)錄像數(shù)據(jù)分析表明，許多成功的機(jī)器人依賴于更簡(jiǎn)單的紅外或超聲波傳感器陣列，這在無障礙的擂臺(tái)上被證明是快速而有效的技術(shù)。^[16]

巨型格斗機(jī)器人通常動(dòng)作緩慢、笨拙。此類格斗機(jī)器人使用了上千個(gè)攝像機(jī)切換來增強(qiáng)動(dòng)作效果。格斗賽間休息間隙就需進(jìn)行一兩天的機(jī)器人修理和調(diào)整，以使機(jī)器人重新運(yùn)行格斗。 ^[17]

2015年，美國(guó)工程師Gui Cavalcanti和Matt Oehrlein設(shè)計(jì)并制造了Mk. II MegaBot，一種可由人類駕駛的巨型格斗機(jī)器人。該機(jī)器人能夠在坦克履帶上移動(dòng)，并能發(fā)射重達(dá)3磅的炮彈，旨在與全球唯一的另一臺(tái)巨型駕駛機(jī)器人——由日本水道橋重工制造的4.5噸的巨型機(jī)器人Kuratas進(jìn)行對(duì)決。 MegaBots隨后推出了巨型機(jī)器人Eagle Prime，它是5米高、擁有430馬力的機(jī)器人，配備了模塊化武器系統(tǒng)，可以安裝多種武器，包括一個(gè)40馬力的電鋸、一個(gè)直徑2英尺的鉆頭螺旋鉆、兩個(gè)多用途抓斗臂，以及一門雙管加農(nóng)炮。Eagle Prime的駕駛艙后方設(shè)有駕駛員座位，前方則是炮手位置。駕駛員通過七個(gè)不同的監(jiān)視器來操作機(jī)器人的底座和支腿，而炮手則負(fù)責(zé)控制軀干扭轉(zhuǎn)和手臂動(dòng)作。炮手能夠切換瞄準(zhǔn)模式，播放八種不同的動(dòng)畫動(dòng)作，并使用“任務(wù)空間控制”來微調(diào)爪子的位置或通過不同方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，駕駛員也能夠全面控制機(jī)器人。 Eagle Prime擁有26個(gè)自由度，需要兩位操作員協(xié)同工作來執(zhí)行戰(zhàn)斗動(dòng)作。在建造過程中，盡可能多地使用了商用現(xiàn)成（COTS）部件，每個(gè)部件到貨時(shí)進(jìn)行功能驗(yàn)證，確保其正常工作，并在組裝成整個(gè)系統(tǒng)前進(jìn)行測(cè)試。^[18]

參考2017年美日的三場(chǎng)巨型機(jī)器人格斗賽巨型機(jī)器人的對(duì)戰(zhàn)中，日本水道橋重工（Suidobashi Heavy Industries）的Kuratas巨型格斗機(jī)器人以每小時(shí)18英里的速度快速接近對(duì)手，并用拳頭擊敗了博茨公司（MegaBots）的Iron Glory格斗機(jī)器人。Iron Glory也是巨型格斗機(jī)器人，重6噸，設(shè)計(jì)用于遠(yuǎn)程戰(zhàn)斗，裝備有6英寸大炮和導(dǎo)彈發(fā)射器，但在近戰(zhàn)中不敵Kuratas。 MegaBots也推出了更大型的巨型格斗機(jī)器人Eagle Prime，這是一款12噸重、16英尺高的機(jī)器人，擁有每小時(shí)10英里的最高速度和430馬力，配備了遠(yuǎn)程加農(nóng)炮、伐木抓斗臂和鏈鋸。它在與Kuratas的對(duì)戰(zhàn)中，Eagle Prime展示了其預(yù)編程動(dòng)作和更快的反應(yīng)時(shí)間，最終在近身戰(zhàn)中利用鏈鋸和控制策略，對(duì)Kuratas造成了決定性損傷，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)性擊倒。MegaBots Inc.表示有更大的目標(biāo)是建立一個(gè)合法的巨型機(jī)器人戰(zhàn)斗體育聯(lián)賽。盡管這場(chǎng)格斗賽表明巨型機(jī)器人戰(zhàn)斗需要規(guī)范規(guī)則和規(guī)定（比如體重級(jí)別），但它證明了在資源和預(yù)算充足的情況下，巨型機(jī)器人格斗的比賽是可行的。^[19]

參考資料：^[20]

機(jī)器人重量等級(jí)有很多種，從25克到350磅，下面節(jié)選的重量等級(jí)分類是還活躍在賽事的格斗機(jī)器人。

參考資料：^[1]

得益于人工智能、機(jī)器人技術(shù)和其他技術(shù)創(chuàng)新，新的高科技運(yùn)動(dòng)正在世界各地拉開帷幕。從機(jī)器人上場(chǎng)踢足球，到飛行員控制的無人機(jī)像人類一樣相互比賽，機(jī)器被證明有自己的競(jìng)爭(zhēng)力。^[21]

自1997年第一屆RoboCup以來，機(jī)器人已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，當(dāng)時(shí)有40支球隊(duì)參加，有5000名觀眾參加，但機(jī)器人很難找到球和移動(dòng)。2019年RoboCup標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)聯(lián)賽，在澳大利亞悉尼舉行，2021 年機(jī)器人世界杯有 300 多支球隊(duì)參加，現(xiàn)在，機(jī)器人可以“可靠地找到球，移動(dòng)非?？?，并開始展示團(tuán)隊(duì)合作行為”。RoboCup的最終目標(biāo)是到2050年用一支完全自主的人形機(jī)器人足球運(yùn)動(dòng)員團(tuán)隊(duì)，在符合國(guó)際足聯(lián)的官方規(guī)則下，對(duì)抗最新的世界杯冠軍，并贏得一場(chǎng)足球比賽。^[21]

2018年，相關(guān)媒體報(bào)到，30年前，唯一的戰(zhàn)斗機(jī)器人僅出現(xiàn)在科幻電影和電視節(jié)目中，現(xiàn)在相關(guān)技術(shù)也廣泛運(yùn)用在軍事戰(zhàn)斗中。^[22]

格斗機(jī)器人之間存在相互克制關(guān)系，比如，一些舉升、鑿擊類型的機(jī)器人前鏟較低，防御性更好，比較克制水平旋轉(zhuǎn)型格斗機(jī)器人；而水平旋轉(zhuǎn)型機(jī)器人攻擊兇猛，又比較克制防御較弱的豎直旋轉(zhuǎn)型機(jī)器人；豎直旋轉(zhuǎn)型機(jī)器人敏捷性更好。因此，材料選取、工業(yè)設(shè)計(jì)、策略偏重，甚至操縱者的“手滑”都是格斗機(jī)器人殺敵制勝的重要影響因素。^[9]

機(jī)器人格斗主要是通過手柄控制，有的還具備語(yǔ)音識(shí)別、面部識(shí)別等功能。格斗機(jī)器人需要實(shí)現(xiàn)性能和重量的平衡。格斗機(jī)器人最大的特點(diǎn)是對(duì)抗，因此它們身上攜帶的攻擊工具、電子元件和護(hù)甲等都必須特別結(jié)實(shí)，而且穩(wěn)定性極高，但是追求智能性能必然意味著使用更復(fù)雜、更重的元器件，就會(huì)遇到材料等瓶頸，所以，讓格斗機(jī)器人像拳擊選手一樣完全自主地進(jìn)行格斗還很難，大多數(shù)仍需要選手的遙控。也有選手開始嘗試通過編程、人工智能等技術(shù)讓格斗機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)攻和防御。^[3]

首先，選擇格斗機(jī)器人的攻擊模式，完成外觀設(shè)計(jì)，這一步?jīng)Q定了鐵甲的基本類型。

第二，繪制完整的工程圖，確定具體的設(shè)計(jì)方案，并采購(gòu)一些核心零部件，確定機(jī)體大概重量。因?yàn)楦穸窓C(jī)器人與拳擊類似，存在不同量級(jí)的區(qū)分。

第三，完成機(jī)器人控制模塊，也就是遙控器的最終設(shè)計(jì)和定稿。遙控器需通過無線電與機(jī)器人驅(qū)動(dòng)和攻擊模塊進(jìn)行有效連接。

最后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖稿中的不同需求，在工廠完成零部件制作，組裝鐵甲，并不斷拼裝調(diào)試直到實(shí)戰(zhàn)。^[3]

參考2019年BattleBots錦標(biāo)賽（“錦標(biāo)賽”）參賽機(jī)器人設(shè)計(jì)要求規(guī)范，旨在盡可能少地限制設(shè)計(jì)過程，同時(shí)確保對(duì)其他參賽者公平，減少對(duì)賽場(chǎng)的損害，解決賽事安排問題，以及確保所有參賽者、工作人員和觀眾成員的安全。通常會(huì)在格斗機(jī)器人的移動(dòng)性、控制性、裝備武器、重量、組件保護(hù)、主開關(guān)、電壓、電池、遙控器、使用材料和污染等方面加以規(guī)范。^[23]

1969年在丹佛MileHiCon舉行的一次大會(huì)，會(huì)上宣講了第一場(chǎng)宣傳機(jī)器人戰(zhàn)斗的實(shí)際比賽Critter Crunch。1989年10月，格斗機(jī)器人迷們聚集科幻大會(huì)（science fiction convention）有了機(jī)器人格斗的雛形。^[24]

以下列舉在國(guó)際上知名的主要機(jī)器人格斗賽事：

參考資料：^[30][25]