Dieses Wochenende fand in einer Arena voller Fans und Konkurrenten ein ziemlich ungewöhnliches Fußballspiel statt. Die Spieler auf dem 9 mal 6 Meter großen Feld gingen, gingen vorbei, fielen um und erzielten sogar ein paar Tore. Nein, dies war nicht die Kindergartenmeisterschaft - es war der 21. RoboCup, der internationale Wettbewerb, bei dem Roboterfußballteams von Universitäten auf der ganzen Welt gegeneinander antreten.
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Im Jahr 2017 gab es mehrere herausragende Leistungen, darunter den Rhoban Football Club der Universität Bordeaux und das Bordeaux Polytechnic Institute, Gewinner des Preises „Best Humanoid“ der Universität Bonn sowie Mitarbeiter des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz und der Universität Bremen.
In diesem Jahr landete RoboCup wieder in Nagoya, Japan, wo der erste Wettbewerb ausgetragen wurde. Die Veranstaltung hat seitdem an Größe und Umfang zugenommen - es gibt mittlerweile 15 Wettbewerbe mit verschiedenen Robotertypen, darunter maßgefertigte Standardroboter und sogar solche, die vollständig virtuell sind. Am wichtigsten ist jedoch der Fußball, insbesondere mit humanoiden Robotern.
"Fußball ist ein sehr gutes Forschungsziel, weil jeder etwas über Fußball weiß", sagt Itsuki Noda, der derzeitige Präsident von RoboCup. "Außerdem ist Fußball selbst ein sehr komplexes und intelligentes Spiel, auch für Menschen."
Die Gründer Minoru Asada, Yasuo Kuniyoshi und Hioaki Kitano skizzierten das ursprüngliche Ziel des Projekts: Die Konkurrenz soll den Bau eines Teams von Fußballrobotern vorantreiben, das die menschlichen Weltmeister bis 2050 schlagen kann hat den Einsatz schrittweise erhöht, alle paar Jahre neue Wettbewerbe eingeführt und die Regeln und das Spieldesign geändert, um die Konkurrenten auf neues Territorium zu drängen.
„Einer der großen Werte von RoboCup ist, dass es viele verschiedene KI-Herausforderungen in ein einziges System integriert“, sagt Peter Stone, Professor für Informatik an der Universität von Texas, der die RoboCup-Teams dort leitet. „Es ist nicht gut genug, einen Roboter zu haben, der schnell laufen kann. Es ist nutzlos, wenn es nicht auch mit hoher Zuverlässigkeit herausfinden kann, wo sich der Ball befindet, wo er sich auf dem Spielfeld befindet und mit seinen Teamkollegen koordinieren kann. “
Letztes Jahr gab es einige bedeutende Regeländerungen - vor allem eine Änderung von leuchtendem Orange zu einem Fußball in normaler Farbe - und die Teams verbesserten daraufhin das Computerbild ihrer Einträge. Das texanische Team belegte beim Standard Platform-Wettbewerb 2016 den zweiten Platz, so Stone, vor allem wegen des Erfolgs seines Ballerkennungssystems. Der Standard-Plattform-Wettbewerb erfordert, dass Teams dieselbe Hardware verwenden. Daher ist Software das, was ein siegreiches Roboterteam in diesem Event ausmacht.
Die UT Austin Villa-Roboter in der "Standard Platform League" (dh alle Teams verwenden dieselbe Hardware) beim Robocup 2017. (Mit freundlicher Genehmigung der University of Texas in Austin) Zusätzlich zur Standardplattform können die Konkurrenten humanoide Ligen mit drei verschiedenen Größen von speziell gebauten humanoiden Robotern betreten, die von ungefähr 16 Zoll hoch (gewonnen von Rhoban aus Bordeaux) bis zu voller menschlicher Größe (gewonnen von der Universität Bonn) reichen. Zu den Ligen der Radroboter zählen kleine (7 Zoll Durchmesser, gewonnen von Seer Robotics, einem chinesischen Unternehmen mit Studenten aus Peking und Zhejiang) oder mittlere (Quadrat, etwa 20 Zoll an einer Seite, gewonnen von der Beijing Information Science and Technology University) Größen. und haben weniger Einschränkungen in der Form.
Im Gegensatz zu BattleBots und ähnlichen Wettbewerben sind alle Roboter in RoboCup autonom - die Teams setzen sie auf dem Spielfeld ein und geben die Kontrolle über die von ihnen programmierte Software ab, die nicht nur die einzelnen Roboter ausführen, sondern sie als Team koordinieren muss. Die Bots müssen alleine und im Team Entscheidungen treffen, erklärt Stone. Zum Beispiel ist es für einen Roboter wichtig zu wissen, wo er sich in Bezug auf das Spielfeld, das Tor, den Ball und die anderen Roboter befindet. Aber es kann diese Informationen auf verschiedene Arten sammeln; es muss sein eigenes Verständnis ausbalancieren - ich habe vier Schritte auf diese Weise unternommen, also bin ich vier Schritte von der Linie entfernt - mit visuellen Eingaben und dem, was seine Teamkollegen vom Feld wahrnehmen.
Eine der wichtigsten Änderungen im Jahr 2017 war die Hinzufügung einer Mixed-Team-Herausforderung, sagt Joydeep Biswas, ein ehemaliges Mitglied des äußerst erfolgreichen Carnegie Mellon-Roboterteams, das ein neues Team von der Universität Massachussets-Amherst mitgebracht hat, wo er sich derzeit befindet ein Assistenzprofessor für Informatik. Bei der Mixed-Team-Herausforderung wurden Teams ohne vorherige Ankündigung ihrer Teamkollegen gepaart.
Dies hat direkte Auswirkungen auf die reale Robotik. „Wir können nicht erwarten, dass alle Roboter von derselben Person oder Gruppe erstellt werden“, sagt Biswas. „KI und Software müssen klug genug sein, um mit Teammitgliedern zu spielen, die sie nicht selbst programmiert haben.“ Biswas wies an diesem Wochenende auf einige neue technische Innovationen hin, die den Wettbewerb in den vergangenen Jahren vorangebracht haben, einschließlich Änderungen beim „Kick“ der Roboter. und wie sie planen.
Ebenfalls neu im Jahr 2017 war die Liga, in der Haushaltsroboter versuchen, Aufgaben wie das Holen von Flaschen und das Öffnen von Vorhängen zu erledigen. Aber diese hatten immer noch ein sekundäres Gefühl für die Fußballbots.
Wenn man den humanoiden Fußballwettbewerb beobachtet, ist klar, dass die Roboter noch einen weiten Weg vor sich haben. Sie scheinen sich oft in Zeitlupe zu bewegen. Sie watscheln unbeholfen und drehen sich leicht um. Aber es gibt echte Fortschritte. Heutzutage spielt die gewinnende Fußballmannschaft auf Rädern mittlerer Größe ein Ausstellungsspiel gegen die menschlichen Treuhänder, die den Wettbewerb leiten. Während die Menschen normalerweise mit den Robotern umgehen, gelingt es den Robotern in letzter Zeit, einige Schüsse zu blockieren und ein paar Pässe zu erhalten, obwohl sie weit davon entfernt sind, erfolgreiche Straftaten zu begehen.
Aber es ist keine Farce. Robotiker können diesem Spiel echte Lektionen und praktisches Wissen wegnehmen. Stone vergleicht es mit einer großen Herausforderung wie dem Weltraumrennen oder Deep Blue, dem Schachcomputer. Um ein wichtiges Ziel zu erreichen, das selbst wenig praktischen Einfluss hat, ist eine Menge Technologie erforderlich, die in vielen anderen Bereichen anwendbar ist. Um Fußball zu spielen, müssen die Roboter ihre Umgebung wahrnehmen, einen Plan oder eine Strategie entwickeln und dann eine Aktion ausführen, z. B. Laufen, Passen oder Schießen.
Die Mixed-Team-Herausforderung, betont Biswas, ist ein entscheidender Schritt, um die Roboter eines Herstellers dazu zu bringen, mit Robotern eines anderen Herstellers zu arbeiten. Und was vielleicht am wichtigsten ist, Fußball ist ein Spiel, das Kreativität in Echtzeit erfordert - etwas, das für Menschen einfach und für Roboter sehr schwer ist. Wenn Sie dieses Problem lösen, werden Roboter in Situationen des echten Lebens, in denen sie auf sich ändernde Bedingungen und praktisch unendliche Szenarien reagieren müssen, nützlicher. Dies mit humanoiden Robotern zu tun, hat einen besonderen Vorteil.
"In naher Zukunft müssen wir mit Robotern zusammenarbeiten", sagt Noda. „Menschen verstehen sich, indem sie Gesicht, Verhalten, Handbewegungen usw. sehen. Die Form ist daher für die Kommunikation und Interaktion sehr wichtig. “
Anmerkung der Redaktion: In diesem Artikel wurde ursprünglich falsch angegeben, dass RoboCup im 20. Jahr ist. Der Wettbewerb ist in der Tat in seinem 21. Jahr. Smithsonian.com bedauert den Fehler.
