https://frosthead.com

RoboCup: Sestavite ekipo robotov, ki bodo premagali prvake v svetovnem pokalu

Leta 1997 sta se človek in stroj v boju za strateško moč spoprijemala z glavo; Po šestih igrah šaha je svetovni prvak Garry Kasparov premagal IBM-ov superračunalnik Deep Blue. Kaj so še lahko dosegli računalniki? Če je računalnik znano kot pomemben trenutek računalništva, če bi računalnik lahko premagal človeka v šahu, igra, ki je bila dolgo časa vrhunec miselne strategije?

Nekaj ​​več kot tri mesece po Kasparovem porazu je kader strokovnjakov za robotiko skušal potisniti še eno mejo v umetni inteligenci. Med mednarodno skupno konferenco o umetni inteligenci je 40 skupin strokovnjakov robotike sodelovalo na prvem svetovnem pokalu robotike na srečanju v Nagoji na Japonskem. Njihov navedeni cilj: Do sredine 21. stoletja bo ekipa popolnoma avtonomnih nogometašev humanoidnih robotov zmagala na nogometni tekmi v skladu z uradnimi pravili FIFA proti zmagovalcu zadnjega svetovnega pokala.

Manifest, ki se morda zdi bolj podobna znanstveni fantastiki kot praktičnemu cilju, tudi v letu 1997 ni bila povsem nova ideja robotske skupnosti. Koncept robotske nogometne igre se je okoli robotske skupnosti že leta brcal - najprej je bil ki ga je omenil profesor Alan Mackworth z Univerze v Britanski Kolumbiji v svojem prispevku " O videnju robotov", kjer je trdil, da bi lahko z gradnjo robotske nogometne reprezentance pomagali rešiti več težav sodobne robotike (na primer njihova nesposobnost za sodelovanje ali njihovo nezmožnost določitve, kam bi žoga lahko šla). Iz tega dokumenta sta Mackworth in njegova ekipa pri UBC sprožila projekt Dynamo, prvi svetovni poskus avtonomne nogometne reprezentance. Projekt Dynamo je od leta 1992 do 1994 izvedel vrsto uspešnih poskusov in mnogi ga vidijo kot ključnega predhodnika pokala robotike.

Od prvega Robotics Cup (na kratko RoboCup) leta 1997 je konkurenca izjemno narasla: na RoboCupu 2013, ki je potekal v Eindhovenu, je 2.500 udeležencev iz več kot 40 držav tekmovalo v različnih robotskih izzivih, iz, ki preizkuša zmožnost robota, da opravlja koristne vsakodnevne naloge, na tekmovanje RoboCup Rescue League, tekmovanje, ki preizkuša sposobnost robotov, da uspejo v katastrofalnih situacijah. Toda najbolj priljubljena tekmovanja ostajajo nogometne lige - na tekmovanju leta 2013 je bilo v množici ljudi mogoče videti nizozemsko kraljico Máximo, ki je navijala za ekipo z tehnološke univerze Eindhoven, ko so se skupaj z ekipo iz Pekinga podali na robote University & Science & Technology, v finalu lige (ekipa Pekinga je zmagala z rezultatom 3: 2).

RoboCup ima pet različnih nogometnih lig; zadnja se je pridružila Humanoid League, kjer morajo roboti stati na dveh nogah. Zlasti težka liga je, ker zahteva ravnotežje - lastnost, ki je težka za robote. V drugih ligah, kot je liga srednje velikosti, roboti ne bi smeli biti podobni človeku - kar ekipam omogoča, da sestavljajo robote s stvarmi, kot so kolesa in pnevmatični topovi, ki streljajo žogice.

Nogomet se lahko imenuje "Lepa igra", vendar igralcem v RoboCupu zagotovo manjka subtilna umetnost nogometnih človeških igralcev. Na dogodku v Washingtonu, profesor univerze v Pensilvaniji, Daniel Lee - ki je tudi direktor univerzitetnega laboratorija GRASP (General Robotics Automation, Sensing, Perception) - je igralce opisal kot bližje "petletnikom" kot Ronaldosu. V ligi lige Small Size se roboti igrajo z oranžno žogico za golf. Humanoidi v Kid League (poimenovani, da za velikost robota in ne za starost programerjev) uporabljajo teniško žogo. Druge lige uporabljajo nogometne žoge, čeprav so nekatere manjše velikosti kot druge.

Polja so pravokotna in zelena, kot običajno nogometno igrišče, vendar veliko manjša, v ekipi je dovoljenih do pet robotov. V humanoidnih ligah se to število zniža na dve. Igre so tudi veliko krajše od urejenega (človeškega) nogometnega dvoboja, ki ga sestavljata dve desetminutni polovici (in petminutni odmor od polčasa). Kot vsaka druga nogometna tekma je tudi cilj dosežen, ko žoga v celoti prečka ciljno črto, vendar se za razliko od večine nogometnih iger (ali vsaj dobro ocenjene nogometne igre) pravilo o prepovedi ne izvaja. Tako kot v običajnem nogometu se tudi brezplačni brki podeljujejo, kadar roboti zagrešijo kakršen koli greh, od nevarne igre do oviranja sposobnosti vratarja. V primerih, ko se robot obnaša še posebej slabo, lahko človeški sodniki (ki ponujajo edini vložek, ki ni dovoljen za robot, dovoljen med igro) lahko razveselijo rumene ali rdeče kartone.

Čeprav robotskim igram morda primanjkuje akrobatske lepote najboljšega nogometnega nogometa na svetu, so izboljšave tehnologije ekipam RoboCupa omogočile velike korake od začetka tekmovanja. Procesorji so hitrejši, kar pomeni, da so roboti v nekaj sekundah lahko izvedli algoritme, ki so nekoč trajali nekaj minut, in materiali so postali cenejši, kar je omogočilo tekmovanju več ekip. Čeprav bi bil cilj RoboCupa nekega dne ustvariti ekipo, ki bi bila najboljša v svetovnih pokalnih prvakih, je to resnično strežnik za raziskovanje robotike, ki z letnimi tekmovanji in menjavanjem idej potiska robotiko naprej.

"To ni samo nogometna domena, " je dejal Lee. "Resnično razmišlja o umetni inteligenci, robotiki in o tem, kaj lahko naredijo v bolj splošnem kontekstu." Ob poslušanju Leeja govori, je prepričan, da verjame, da bodo roboti nekega dne v nogometu lahko celo presegli ljudi - vsaj strateško - čeprav stroji še niso dovolj veliki, dovolj močni ali hitri, da dejansko predstavljajo veliko grožnjo za najboljši človeški igralci na svetu (tudi največji so dosegli le višino kolkov, ki jim ravno ne daje vertikalne prednosti pred ljudmi). Vendar gre za več kot to, da zasledujemo cilj leta 2050: robotski nogomet pomaga znanstvenikom, da bolje razumejo človeško inteligenco - kako uravnotežimo, vidimo, kako obdelujemo informacije. Pomaga tudi pri izboljšanju robotske tehnologije, ki bi lahko imela bolj praktično uporabo - senzorji, ki zaznajo, kje je kroglica, bi lahko na primer pripomogli k izboljšanju senzorjev za samovozeče avtomobile. Področja, kot so ta, fizična, kjer Lee misli, da roboti še vedno zaostajajo za ljudmi.

"Zakaj imamo stroje, ki nas lahko premagajo v šahu ali Jeopardyju, vendar jih lahko premagamo v nogometu?" je vprašal. "Kaj tako otežuje inteligenco v fizični svet?"

Poleg fizičnih zaporov je še en del nogometa, ki strokovnjakom za robotiko daje premor: timski vidik. O robotih razmišljamo kot o avtonomnih bitjih, brezlični tehnologiji, ki deluje - samotno - za izboljšanje sveta. Toda roboti, ki igrajo nogomet, so med seboj povezani prek brezžičnih omrežij - v idealnem primeru komunicirajo med seboj kot ekipa. Ustvarjanje avtonomnih robotov, ki sodelujejo skupaj, je težko premagati; vendar je to tudi eden od razlogov, da je Mackworth prvotno predlagal ustanovitev nogometne reprezentance - da bi spodbudil ustvarjanje tehnologije, ki bi lahko pomagala robotom, da bodo nekega dne brez težav sodelovali v praktičnih aplikacijah.

RoboCup 2014 se bo odvijal med 21. in 24. julijem v Joãou Pessoa v Braziliji - in čeprav bo zagotovo prikazal nekaj najboljšega, kar ponuja robotika, Lee še vedno meni, da prvaki svetovnega pokala 2014 še nimajo kaj skrbeti. . "Mogoče bi čez 20 let lahko razvili ekipo robotov, ki bi igrala proti najboljšim moštvom svetovnega pokala, " je dejal in pojasnil, da bodo brazilske reprezentance v nogometu kljub temu napredovali, čeprav se tehnologija hitro izboljšuje.

RoboCup: Sestavite ekipo robotov, ki bodo premagali prvake v svetovnem pokalu