“機(jī)器人”一詞起源于捷克語，意為強(qiáng)迫勞動力或奴隸。這個詞是由劇作家 Karel Capek 引入的，他虛構(gòu)創(chuàng)作的機(jī)器人很象 Frankenstein 博士的怪物－由化學(xué)和生物學(xué)方法而不是機(jī)械方法創(chuàng)造的生物。但現(xiàn)在流行文化中的機(jī)械機(jī)器人和這些虛構(gòu)的生物創(chuàng)作物沒多大區(qū)別。

　　在制造業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器人的開發(fā)集中在執(zhí)行制造過程的工程機(jī)器人手臂上。在航天工業(yè)中，機(jī)器人技術(shù)集中在高度的一種行星漫步者上。不同于一臺高度自動化的制造業(yè)設(shè)備，行星漫步者在月亮黑暗的那一面工作－ 沒有無線電通訊 －可能碰到意外的情況。至少，一個行星漫步者必須具備某種傳感輸入源、某種解釋該輸入的方法和修改它的行動以響應(yīng)改變著的世界的方法。此外，對感知和適應(yīng)一個部分未知的環(huán)境的需求需要智能（換句話說就是人工智能）。

　　前段時間做了個人機(jī)對戰(zhàn)的五子棋游戲，覺得人工智能非常有意思。所以近沒事，又思考了一下機(jī)器人足球的人工智能算法。

　　機(jī)器人足球和五子棋游戲的主要聯(lián)系是：都需要隨時分析整個棋盤/球場的狀態(tài)，并作出合適的反應(yīng)；主要區(qū)別是：五子棋游戲是回合制的，而機(jī)器人足球是“即時”游戲，另外五子棋只要基于某一步棋子考慮，但機(jī)器人足球必須考慮23個人/球（棋子）。

　　表面看區(qū)別蠻大的，現(xiàn)在具體來分析一下：

　　⒈ 關(guān)于機(jī)器人足球的“即時”特點(diǎn)

　　22個人，再加上一個足球，場上一共有23個物體在同時運(yùn)動。我們不可能說機(jī)器人足球和五子棋一樣，先一個人動，其他人站著，個動完再第二個人動…這樣不是在踢球，而是在表演節(jié)目。如果當(dāng)年《星際爭霸》這樣的即時戰(zhàn)略游戲，當(dāng)人全部部署好之后，按一個ready鍵通知計算機(jī)，然后計算機(jī)慢慢悠悠測挨個處理它控制的坦克，那還有什么樂趣。

　　有人肯能會說可以用多線程；沒錯，多線程確實(shí)可以同步處理，并且對于足球這樣的游戲，場上人員是確定的（不考慮被紅牌罰下的），用23個線程來控制人和球，似乎也沒什么不妥。但我想即使是用多線程，也肯定有專門的算法對其進(jìn)行優(yōu)化。

　　所以我認(rèn)為，對于機(jī)器人足球，只需要輪循計算機(jī)控制的所有球員，讓每個球員針對場上情況作出正確的響應(yīng)就行了。計算機(jī)的速度非常快，雖然是輪循，但幾乎不會察覺出其中的先后次序，給人的感覺就是在同時進(jìn)行。其實(shí)操作系統(tǒng)的多線程，也是這樣實(shí)現(xiàn)的。X86構(gòu)架的cpu，多線程多任務(wù)程序是運(yùn)行在保護(hù)模式下的，其根本思想就是將cpu時間切片，這個時間片上處理a任務(wù)，不管有沒有處理完，下一個時間片上一定處理b任務(wù)，一圈循環(huán)下來，再繼續(xù)執(zhí)行未完成的a任務(wù)。

　　但是還有一個問題。由于計算機(jī)的反應(yīng)遠(yuǎn)比人快，如果設(shè)計FIFA這樣的人機(jī)交互游戲，很可能計算機(jī)將它控制的所有物體都計算好多遍了，可人還沒作出反應(yīng)呢。對于強(qiáng)調(diào)反應(yīng)能力的即時制游戲，這種思維速度的差距可能無法接受。我的看法是，可以讓計算機(jī)處理完一遍所有物體后，暫時停頓一段時間，比如500ms，比如1s（具體長度需要測試后才能得出）。而且，計算機(jī)停頓時間的長短，也可以用來區(qū)分難度，難度越低，計算機(jī)停頓的時間也越長。當(dāng)然，我這里所說的停頓，并不是指計算機(jī)真的停止處理任何事務(wù)。計算機(jī)仍需要按照事先設(shè)定的運(yùn)動方向和速度計算每個球員的新坐標(biāo)并不斷刷新，以顯示出動畫效果。只是每隔1s鐘，才會作出特殊反應(yīng)（踢球、搶斷等），改變運(yùn)動方向和速度

　　⒉ 機(jī)器人足球計算機(jī)考慮的點(diǎn)比五子棋多

　　場上有23個物體需要計算機(jī)處理，情況似乎比五子棋復(fù)雜的多了。但真的需要無差別的處理23個物體嗎？

　　對于球來說，雖然它隨時都在運(yùn)動，但抽象看來，它在場上的情況非常簡單：向某個方向運(yùn)動，運(yùn)動速度如何，目前所在的坐標(biāo)，就這么三個要素。其他的什么由哪方控制，誰踢了一腳，都不需要也不應(yīng)該考慮。

　　再來看看22個運(yùn)動員。其實(shí)我們可以發(fā)現(xiàn)，往往只有離球近的球員，才會作出相應(yīng)的反應(yīng)（包括盤帶/踢球、傳球、接球、搶斷、射門等，都只有靠近球的隊員才會作出，甚至防守的時候，也往往是防守有球的球員，歸根到底還是離球非常近）。所以離球較遠(yuǎn)的球員，只需向球跑動甚至?xí)簳r停止不前（這個可以用隨即函數(shù)來控制。影響隨機(jī)值的是球員的積極性和離球的遠(yuǎn)近。積極的球員更加主動的奔跑，離球稍近的奔跑更主動）。只有離球近的球員，才會作出特殊的處理。這樣細(xì)細(xì)劃分后，整體算法思路就比較清晰了。

　　通過上面的分析，現(xiàn)在來總結(jié)一下：

　　設(shè)計機(jī)器人足球的時候，可以使用輪循的方法，挨個處理22個隊員和1個球。一般情況下，處理方法也就是：通過原來的坐標(biāo)和事先確定的方向、速度，計算新的坐標(biāo)。當(dāng)計算完所有物體的新坐標(biāo)后，刷新屏幕，以顯示出動畫效果。

　　每隔一段時間，允許計算機(jī)對每個物件作出特殊操作（踢球、傳球等），這些特殊操作的本質(zhì)就是改變23個物體的速度和方向，使接下來一段時間物體的運(yùn)動軌跡產(chǎn)生變化。

　　做特殊操作時，可以按照球員序號遍歷。針對每個球員需要做的事情是：

　?、?計算這個球員離球有多遠(yuǎn)。超過一定距離，就隨意處理；

　?、?離球近的話，再查詢球周圍有沒有離球更近的球員（考慮到時間復(fù)雜度，不推薦真的去遍歷整個球場，而是維護(hù)一張表，用來記錄每個球員當(dāng)前和球的距離）；

　?、?如果有對方球員離球更近，則可選的操作有：更加靠近、搶斷、等等；

　?、?如果有己方球員離球更近，則可以斷定此人正在帶球，此時可選的操作是：向他移動準(zhǔn)備接應(yīng)、向?qū)Ψ角蜷T移動準(zhǔn)備接傳球進(jìn)攻；

　  ⑸ 如果當(dāng)前沒有其他球員離球更近，那此時可以斷定該球員正在帶球。此時需要考察周圍安全距離內(nèi)有沒有對方球員，有沒有己方球員，離球門多遠(yuǎn)等等問題，并作出傳球、射門、盤帶等等操作。由于此時離球近，可以忽略不計。完全可以用其他人離球的距離來代表。有多種操作可供選擇的時候，可以用隨機(jī)數(shù)來確定。球員的各種屬性都可以影響隨機(jī)數(shù)的取值。

　　另外，還有一些例外操作：比如當(dāng)出現(xiàn)運(yùn)動員跑著跑著出線、相撞、碰到球等情況，此時即使還沒有到例行的處理特殊操作的時候，但也必須立即針對涉及的球員執(zhí)行特殊操作，否則不真實(shí)、不合理的。

　　我們來談一下球員和球的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　球員：

　　{

　　方向/速度/當(dāng)前坐標(biāo)…

　　傳球（）/踢球（）/射門（）/接球（）/搶斷（）……/跑動（）

　　計算新坐標(biāo)（）

　　}

　　足球：

　　{

　　方向/速度/當(dāng)前坐標(biāo)…

　　計算新坐標(biāo)（）

　　friend:

　　球員：：傳球（）/踢球（）…… //或者做一個改變方向/速度的接口，讓球員中的函數(shù)能調(diào)用這個接口

　　}

　　除此之外，還需要一些表，維護(hù)諸如每個球員離球的距離等信息，方便各種處理。另外還有一些細(xì)節(jié)，可能是做游戲必須的，但由于相對來說比較簡單，所以在這里就不多分析了。

　　寫這篇文章，是試圖分析出即時戰(zhàn)略游戲的一般設(shè)計方法。我只是一個編程的初學(xué)者，所有的分析又都是我的個人看法；且我不是專門做游戲的，不可能將機(jī)器人足球的人工智能分析的如同EA的開發(fā)人員那么徹底。因此我的分析可能很粗糙，甚至有很多錯誤。如果能對大家有一點(diǎn)啟發(fā)，我非常欣慰。當(dāng)然，我更希望大家指出我的錯誤看法，讓我能逐步提高自己的水平。