https://frosthead.com

RoboCup: A robotok olyan csapatának felépítése, amely legyőzi a világkupát

1997-ben az ember és a gép fej-fej felé ment a stratégiai bátorság csatájában; hat sakkjáték után Garry Kasparov világbajnok legyőzte az IBM Deep Blue szuperszámítógépet. A számítógépes tudomány legfontosabb pillanataként üdvözölték: ha egy számítógép meg tudja verni az embert a sakkban, egy olyan játékot, amelyet régóta a mentális stratégia csúcspontjának tartanak, akkor mit tudna még elérni a számítógép?

Alig több mint három hónappal Kasparov veresége után egy robot robot szakértő próbált újabb határt húzni a mesterséges intelligencia területén. A japán Nagoyában, a mesterséges intelligencia nemzetközi együttes konferenciája alkalmából összehívott 40 robottechnikai csapat vett részt a világ első robotikakupáján. Nyilvánvaló célja: A 21. század közepére egy teljesen autonóm, humanoid robot futballista egy csapat a FIFA hivatalos szabályainak megfelelõen futballjátékot nyerhet a legutóbbi világbajnokság gyõztese ellen.

A manifesztus, amely sokkal inkább tudományos fantasztikusnak, mint gyakorlati célnak tűnhet, még 1997-ben sem volt teljesen új ötlet a robotika közösség számára. A robot foci játék koncepcióját évek óta rúgják a robotika közösség körül - ez volt az első Alan Mackworth, a Brit Columbia Egyetem professzora által említett, a robotok látásáról szóló tanulmányában, amelyben azzal érvelt, hogy egy robot foci csapat felépítése segíthet a modern robotika számos problémájának megoldásában (például az együttmûködésképtelenségük vagy képtelenség meghatározni, hogy hová megy a labda). Ebből a cikkből Mackworth és csapata az UBC-ben elindította a Dinamó projektet, a világ első kísérletét egy autonóm robotfoci csapathoz. A Dynamo Project 1992 és 1994 között számos sikeres kísérletet hajtott végre, és sokan úgy tekintik, hogy a robotika kupa döntő előfutára.

Az 1997. évi első Robotkupától (röviden: RoboCup) a verseny óriási mértékben megnőtt: az Eindhovenben megrendezett 2013. évi RoboCup-on több mint 40 ország 2500 résztvevője vett részt különböző robot kihívásokban, az, amely teszteli a a robot képessége hasznos mindennapi feladatok elvégzésére, a RoboCup Rescue League-hez, egy versenyhez, amely megvizsgálja a robotok képességét katasztrófahelyzetekben való sikerre. De a legnépszerűbb versenyek továbbra is a labdarúgó-bajnokság - a 2013. évi versenyen a holland Máxima királynőt láthatták a tömegben, felvidítva az Eindhoveni Műszaki Egyetem egy csapatát, amikor robotba robbantottak a pekingi információs csapattal. Tudományos és Technológiai Egyetem, a bajnokság döntőjében (a pekingi csapat 3-2-es pontszámmal győztes lett).

A RoboCup öt különálló labdarúgó ligát tartalmaz; utoljára csatlakozott a Humanoid Liga, ahol a robotoknak két lábon állniuk kell. Ez egy különösen nehéz bajnokság, mert egyensúlyt igényel - egy olyan tulajdonság, amely a robotok számára nehéz. Más bajnokságban, például a Középméretű Ligában, a robotoknak nem kell emberi jellegűnek lenniük - ez lehetővé teszi a csapatok számára, hogy robotokat építsenek, például kerekekkel és golyókat lövő pneumatikus ágyúkkal.

A focit nevezhetjük "A gyönyörű játéknak", de a RoboCup játékosaiban egyértelműen hiányzik a foci emberi játékosai finom művészi képessége. A washingtoni DC-ben, a Pennsylvaniai Egyetemen professzor, Daniel Lee professzor, aki egyben az egyetem GRASP (Általános robotika automatizálása, érzékelés, érzékelés) laboratóriumának igazgatója is volt, a játékosokat közelebb állította az "ötéves fiatalokhoz", mint Ronaldoshoz. Egy Kis méretű bajnoki játékban a robotok narancssárga golflabdával játszanak. A Kid League humanoidjai (a robot méretének és nem a programozók életkorainak megfelelően) teniszlabdát használnak. Más ligák futball-labdákat használnak, bár néhányuk kisebb, mint mások.

A mezők téglalap és zöldek, mint egy normál futballpálya, de sokkal kisebbek, legfeljebb öt robot megengedett a csapatban. A Humanoid ligákban ez a szám kettőre csökken. A játékok sokkal rövidebbek, mint egy (emberi) foci mérkőzés, két tíz perces félidőből (és öt perces félidőből állnak). Mint minden más focimeccsen, a gól akkor is szerepel, ha a labda teljes mértékben átlépte a kapu vonalát, de a legtöbb focimeccsen (vagy legalábbis a jól ábrázolt focimeccsen) ellentétben az oldalsó szabályt nem hajtják végre. A normál focihoz hasonlóan a szabadrúgások akkor is odaítélésre kerülnek, amikor a robotok bármilyen bűncselekményt követnek el, a veszélyes játékostól a kapus képességének akadályozásáig. Azokban a helyzetekben, amikor egy robot különösen rosszul viselkedik, az emberi játékvezetők (akik a játék során az egyetlen nem robotbemenetet engedélyezik) sárga vagy piros kártyákat vehetnek ki.

Noha a robotjátékoknak hiányozhat a világ legszebb fociának akrobatikus szépsége, a technológiai fejlesztések lehetővé tették a RoboCup csapatok számára, hogy hatalmas lépéseket tegyenek a verseny kezdete óta. A processzorok gyorsabbak, ami azt jelenti, hogy néhány percig tartó algoritmusokat a robotok néhány másodperc alatt végrehajthatják - az anyagok olcsóbbá váltak, és így több csapat versenyezhetett. Noha a RoboCup célja az, hogy egy nap olyan csapatot hozzon létre, amely képes a világkupák bajnokainak legjobbjaira, ez valójában a robotika kutatásának proxyja, amely elősegíti a robotikát az éves verseny és az ötletek cseréje révén.

"Ez nem csak a foci domain" - mondta Lee. "Valójában a mesterséges intelligenciára, a robotikára gondol, és arra, hogy mit tehetnek egy általánosabb kontextusban." Lee beszédet hallva egyértelmű, hogy úgy gondolja, hogy a robotok valamikor a fociban képesek lesznek meghaladni az embereket - legalábbis stratégiailag - annak ellenére, hogy a gépek még nem elég nagyok, elég erősek vagy elég gyorsak ahhoz, hogy valójában nagy veszélyt jelentsenek a a világ legjobb emberi szereplői (még a legnagyobbok is csak a csípőmagasságról szólnak, nem pedig pontosan adnak nekik vertikális előnyt az emberekkel szemben). De nem csak a 2050-es cél üldözéséről szól: a robot foci segít a tudósoknak jobban megérteni az emberi intelligenciát - hogyan egyensúlyozunk, hogyan látunk, hogyan dolgozzuk fel az információkat. Elősegíti a robottechnika fejlesztését, amely gyakorlatilag alkalmazható lehet - például azok a szenzorok, amelyek felismerik a labdát, segíthetnek például az önvezető autók érzékelőinek javításában. Ezek olyan területek, mint például a fizikai területek, ahol Lee szerint a robotok még mindig lemaradnak az emberek mögött.

"Miért van olyan gépünk, amely legyőz minket sakkban vagy a veszélyben, de labdarúgásban tudunk legyőzni őket?" kérdezi. "Mi teszi ilyen nehézvé az intelligencia megtestesítését a fizikai világban?"

A fizikai akadályokon kívül a futball másik része, amely a robotika szakértőinek szünetet tart: a csapat szempontja. A robotokra mint önálló lényekre gondolunk, az arc nélküli technológiára, amely - magányosan - fejleszti a világot. De a focit játszó robotok vezeték nélküli hálózatokon keresztül kapcsolódnak egymáshoz - ideális esetben csapatként kommunikálnak egymással. Együttműködő, önálló robotok létrehozása nehéz útját akadályozó tényező; de ez is az egyik oka annak, hogy Mackworth eredetileg futballcsapatot hozott létre - annak ösztönzése érdekében, hogy létrehozzanak egy olyan technológiát, amely valaha segíthet a robotoknak a zökkenőmentes együttműködésben a gyakorlati alkalmazásokban.

A 2014. évi RoboCup július 21–24-én kerül megrendezésre a brazíliai João Pessoában - és bár ez minden bizonnyal a legjobb robotika kínálatát mutatja be, Lee továbbra is úgy gondolja, hogy a 2014. évi világbajnoki bajnokoknak nem kell aggódniuk, mégis . "Talán 20 év alatt ki tudunk állítani egy robotcsoportot, amely a legjobb világkupa csapatok ellen játszhatna" - mondta. Magyarázta, hogy miközben a technológia gyorsan fejlődik, robotjait "továbbra is a brazil nemzeti labdarúgás alkotja."

RoboCup: A robotok olyan csapatának felépítése, amely legyőzi a világkupát