I helgen fant en ganske uvanlig fotballkamp sted på en arena full av fans og konkurrenter. Spillerne på feltet 9 til 6 meter gikk, passerte, falt om og scoret til og med noen få mål. Nei, dette var ikke mesterskap i barnehage - det var det 21. RoboCup, den internasjonale konkurransen som puttar robotfotballag fra universiteter rundt om i verden mot hverandre.
Relatert innhold
- Gooooal! To teknologier konkurrerer med sense fotballmål
Det var flere standouts for 2017, inkludert Rhoban Football Club fra University of Bordeaux og Bordeaux Polytechnic Institute, vinnere av "Best Humanoid", University of Bonn, og samarbeidspartnere fra The German Research Center for Artificial Intelligence og University of Bremen.
I år landet RoboCup tilbake i Nagoya, Japan, stedet for den første konkurransen. Arrangementet har vokst i størrelse og omfang siden den gang - det har nå 15 konkurranser som bruker forskjellige typer roboter, inkludert spesialbyggede, utenfor hylla, og til og med noen som er helt virtuelle. Men fotball, spesielt med humanoide roboter, er den viktigste av dem.
"Fotball er et veldig godt forskningsmål, fordi alle vet om fotball, " sier Itsuki Noda, nåværende president i RoboCup. "Og også fotball er i seg selv et veldig komplekst og intelligent spill, selv for mennesker."
Grunnleggerne Minoru Asada, Yasuo Kuniyoshi og Hioaki Kitano skisserte det opprinnelige målet for prosjektet: Å få konkurransen til å bygge konstruksjon av et team av robotfotballspillere som kan slå de menneskelige verdensmesterne innen 2050. I jakten på dette, utøvde komiteen har gradvis lagt opp innsatsen, introdusert nye konkurranser hvert par år, og endret regler og spilldesign for å presse konkurrenter inn i nytt territorium.
"En av de store verdiene til RoboCup er at den integrerer mange forskjellige AI-utfordringer i et enkelt system, " sier Peter Stone, professor i informatikk ved University of Texas som driver RoboCup-teamene der. “Det er ikke bra nok å ha en robot som kan gå fort; det er ubrukelig hvis det ikke med høy pålitelighet også kan se hvor ballen er, og finne ut hvor den er på banen, og koordinere med lagkameratene. ”
I fjor var det noen få betydelige regelendringer - viktigst av alt - en endring fra en lys oransje til en vanlig farget fotballball - og lag svarte ved å forbedre oppføringenes datamaskinvisjon. Texas-laget endte på andreplass i konkurransen Standard Platform 2016, sier Stone, stort sett på grunn av suksessen med deres balldeteksjonssystem. Standard plattform-konkurransen krever at lag bruker den samme maskinvaren, så programvare er det som gjør et vinnende robot-team i dette arrangementet.
UT Austin Villa-robotene i "Standard Platform League" (som betyr at alle lag bruker den samme maskinvaren) på Robocup 2017. (Courtesy University of Texas, Austin) I tillegg til standard plattform, kan konkurrenter gå inn i humanoide ligaer med tre forskjellige størrelser av spesialbygde humanoide roboter, fra omtrent 16 tommer høye (vunnet av Rhoban fra Bordeaux) til full menneskelig størrelse (vunnet av University of Bonn). Ligaer med hjulroboter inkluderer små (7 tommer diameter, vunnet av Seer Robotics, et kinesisk selskap med studenter fra Peking og Zhejiang) eller mellomstore (kvadratmeter, omtrent 20 tommer på en side, vunnet av Beijing Information Science and Technology University) størrelser, og har færre begrensninger på skjema.
I motsetning til BattleBots og andre lignende konkurranser, er alle robotene i RoboCup autonome - lagene setter dem på feltet og gir fra seg kontrollen til programvaren de programmerte, som må kjøre ikke bare de enkelte robotene, men koordinere dem som et team. Botene må ta beslutninger på egen hånd og som et team, forklarer Stone. For eksempel er det viktig for en robot å vite hvor den er i forhold til feltet, målet, ballen og de andre robotene. Men den kan få den informasjonen på flere måter; det må balansere sin egen forståelse - jeg tok fire trinn på denne måten, så jeg er fire skritt fra linjen - med visuelle innspill og hva teamkameratene oppfatter av feltet.
En av de viktigste endringene i 2017 var tilskuddet av en blandet teamutfordring, sier Joydeep Biswas, et tidligere medlem av det vilt vellykkede Carnegie Mellon-robotikkteamet, som brakte et nytt team fra University of Massachussets-Amherst der han for tiden er en adjunkt i informatikk. I utfordringen med blandet lag ble lag sammenkoblet uten forhåndsvarsel om hvem lagkameratene ville være.
Dette har direkte implikasjoner for den virkelige verden robotikk. "Når vi går videre, kan vi ikke forvente at alle robotene skal opprettes av samme person eller gruppe, " sier Biswas. “AI og programvare må være smarte nok til å spille med teammedlemmer som de ikke har programmert selv.” I helgen påpekte Biswas flere nye tekniske nyvinninger som drev konkurransen fremover tidligere år, inkludert endringer i hvordan robotene “sparker” og måten de planlegger.
Også ny i 2017 var ligaen, som inneholder innenlandske roboter som prøver å fullføre oppgaver som å hente flasker og åpne gardiner. Men disse hadde fremdeles en sekundær følelse av fotballbotene.
Ser man på humanoidfotballkonkurransen, er det tydelig at robotene har en vei å gå. De ser ofte ut til å bevege seg i sakte film. De vasser vanskelig og lett å snu. Men virkelig fremgang skjer. Nå for tiden spiller det vinnende fotballaget med mellomstore hjul en utstillingskamp mot de menneskelige tillitsmennene som kjører konkurransen. Mens menneskene typisk har sin vei med robotene, klarer robotene for sent å blokkere noen skudd og få noen pasninger av seg selv, selv om de langt fra er i stand til å lykkes med vellykkede lovbrudd.
Men det er ikke farse. Robotikere kan ta bort virkelige leksjoner og praktisk kunnskap fra dette spillet. Stone likner det med en stor utfordring, som romløpet eller Deep Blue, den sjakkspillende datamaskinen. For å oppnå et hovedmål som i liten grad har praktisk relevans, krever det mye teknologi som vil være anvendelig på mange andre felt. For å spille fotball, må robotene oppfatte omgivelsene sine, utvikle en plan eller strategi og deretter utføre en handling, som å løpe, bestå eller skyte.
Biswas-utfordringen, påpeker Biswas, er et avgjørende skritt for å få roboter av en produsent til å jobbe med roboter fra en annen. Og kanskje det viktigste, fotball er et spill som krever kreativitet i sanntid - noe som er lett for mennesker og veldig vanskelig for roboter. Å knekke det problemet vil gjøre roboter mer nyttige i virkelige situasjoner, der roboter må reagere på endrede forhold og tilnærmet uendelige scenarier. Og å gjøre det med humanoide roboter har en spesiell fordel.
"I den nærmeste fremtiden må vi samarbeide med roboter, " sier Noda. ”Mennesker forstår hverandre ved å se ansiktet, atferden, håndbevegelsen og så videre. Så form er veldig viktig for kommunikasjon og samhandling. ”
Redaktørens merknad: Denne artikkelen feilaktig oppga at RoboCup er i sitt 20. år. Konkurransen er faktisk i det 21. året. Smithsonian.com beklager feilen.
