https://frosthead.com

RoboCup: Budování týmu robotů, který porazí mistrů světa

V roce 1997 šel člověk a stroj přímo do hlavy v bitvě o strategickou zdatnost; po šesti šachových hrách porazil superpočítač Deep Blue IBM mistr světa Garry Kasparov. Byl považován za klíčový okamžik v informatice - pokud by počítač mohl porazit člověka při šachu, hru, která se dlouho konala jako vrchol mentální strategie, co jiného by počítače dokázaly dosáhnout?

O něco více než tři měsíce po Kasparovově porážce se kádr odborníků na robotiku snažil posunout další hranici umělé inteligence. Během mezinárodní společné konference o umělé inteligenci, která se konala v japonském Nagoji, se 40 týmů odborníků v oblasti robotiky zúčastnilo prvního robotického poháru na světě. Jejich stanovený cíl: Do poloviny 21. století vyhraje tým plně autonomních fotbalistů humanoidního robotického fotbalu fotbalovou hru v souladu s oficiálními pravidly FIFA proti vítězi posledního světového poháru.

Manifest, který by se mohl jevit spíše jako sci-fi než praktický cíl, nebyl robotickou komunitou ani v roce 1997 zcela novým nápadem. Koncept robotické fotbalové hry se kolem robotické komunity léta kopal - byl to první zmínil profesor Alan Mackworth z University of British Columbia ve svém příspěvku On Seeing Robots“, kde tvrdil, že vybudování robotického fotbalového týmu by mohlo pomoci vyřešit několik problémů moderní robotiky (například jejich neschopnost spolupracovat nebo jejich neschopnost určit, kam by míč mohl jít). Z tohoto článku Mackworth a jeho tým v UBC zahájili projekt Dynamo, první pokus světa o autonomní robotický fotbalový tým na světě. Projekt Dynamo provedl řadu úspěšných experimentů od roku 1992 do roku 1994 a mnoho z nich je považováno za klíčový předchůdce Robotics Cupu.

Od prvního závodu Robotics Cup (zkráceně RoboCup) v roce 1997 soutěž výrazně vzrostla: na RoboCup 2013, který se konal v Eindhovenu v roce 2013, soutěžilo 2 500 účastníků z více než 40 zemí v různých robotických výzvách z, které testují schopnost robota plnit každodenní užitečné úkoly, Rescue League RoboCup, soutěž, která testuje schopnost robotů uspět v katastrofických situacích. Nejpopulárnější soutěže však zůstávají fotbalovými ligami - v soutěži 2013 mohla být v davu viděna nizozemská královna Máxima, jásající na tým z Eindhoven University of Technology, když šli robot s robotem s týmem z Peking Information Science & Technology University, ve finále ligy (Pekingský tým vyšel vítězem skóre 3-2).

RoboCup má pět odlišných fotbalových lig; posledním, kdo se připojil, byla Humanoidní liga, kde musí roboti stát na dvou nohách. Je to obzvláště obtížná liga, protože vyžaduje rovnováhu - vlastnost, která je pro roboty obtížná. V jiných ligách, jako je Liga středních velikostí, roboti nemusejí být lidští - což umožňuje týmům stavět roboty s věcmi, jako jsou kola a pneumatická děla, která střílí koule.

Fotbal může být nazýván „Krásná hra“, ale hráčům v RoboCupu rozhodně chybí jemné umění lidských hráčů fotbalu. Na události ve Washingtonu DC, pennsylvánská univerzita, profesor Daniel Lee - který také slouží jako ředitel univerzitní laboratoře GRASP (General Robotics Automation, Sensing, Perception) - popisoval hráče jako blíž k „pětiletým“ než Ronaldos. Ve hře Ligy malých rozměrů si roboti hrají s oranžovým golfovým míčkem. Humanoids v Kid League (daboval to pro velikost robota, ne věk jejich programátorů) používat tenisový míček. Jiné ligy používají fotbalové míče, i když některé menší velikosti než jiné.

Pole jsou obdélníková a zelená, jako normální fotbalové hřiště, ale mnohem menší, s týmem povoleným až pět robotů. U humanoidních lig toto číslo klesne na dvě. Hry jsou také mnohem kratší než regulační (lidský) fotbalový zápas, skládající se ze dvou desetiminutových polovin (a pětiminutové přestávky na poločas). Stejně jako u jakékoli jiné fotbalové hry se gól vstřelí, když míč zcela překročí brankovou čáru, ale na rozdíl od většiny fotbalových her (nebo alespoň dobře odzkoušené fotbalové hry) není pravidlo offsides vynuceno. Stejně jako normální fotbal, i volné kopy se udělují, když se roboti dopustí jakéhokoli hříchu, od nebezpečného hraní až po omezení schopnosti brankáře. V situacích, kdy se robot chová obzvláště špatně, mohou lidští rozhodčí (kteří poskytují jediný ne-robotový vstup povolený během hry) rozdávat žluté nebo červené karty.

Zatímco robotickým hrám může chybět akrobatická krása nejjemnějšího fotbalu na světě, zlepšení technologií umožnila týmům RoboCup od začátku soutěže udělat obrovský pokrok. Procesory jsou rychlejší, což znamená, že jednou za několik minut mohou roboti provést roboty za několik sekund - a materiály se staly levnější, což umožnilo více týmům soutěžit. Zatímco cílem RoboCupu by mohlo být jednoho dne vytvořit tým, který bude schopen dosáhnout úspěchu mistrů světa, je to opravdu proxy pro výzkum robotiky, který posouvá robotiku vpřed prostřednictvím každoroční soutěže a výměny nápadů.

„Nejde jen o fotbalovou doménu, “ řekl Lee. "Je to opravdu přemýšlení o umělé inteligenci, robotice a tom, co mohou dělat v obecnějším kontextu." Když slyšíme Leeho mluvit, je jasné, že věří, že roboti by někdy mohli být schopni ve fotbalu překonat lidi - alespoň strategicky -, i když stroje ještě nejsou dostatečně velké, dostatečně silné nebo dostatečně rychlé, aby skutečně představovaly velkou hrozbu pro nejlepší lidští hráči na světě (dokonce i ti největší dosáhnou pouze výšky kyčle, ne tak, aby jim dávali svislou výhodu nad lidmi). Ale je to víc než jen honit cíl do roku 2050: robotický fotbal pomáhá vědcům získat lepší porozumění lidské inteligenci - jak vyvážíme, jak vidíme, jak zpracováváme informace. Pomáhá také vylepšovat robotickou technologii, která může mít praktičtější aplikaci - senzory, které detekují, kde je koule, mohou například vylepšit senzory u aut s vlastním pohonem. Jsou to oblasti jako jsou tyto - fyzické oblasti - kde si Lee myslí, že roboti stále zaostávají za lidmi.

"Proč máme stroje, které nás mohou porazit v šachu nebo v ohrožení, ale můžeme je porazit ve fotbale?" ptá se. "Co ztěžuje ztělesnění inteligence do fyzického světa?"

Kromě fyzických zátarasů je tu další část fotbalu, která dává odborníkům na robotiku pauzu: týmový aspekt. Roboty považujeme za autonomní bytosti, anonymní technologii, která pracuje - osamělá - na zlepšení světa. Roboti, kteří hrají fotbal, jsou však propojeni prostřednictvím bezdrátových sítí - v ideálním případě spolu komunikují jako tým. Vytváření autonomních robotů, které spolupracují společně, je obtížné překonat; ale je to také jeden z důvodů, proč Mackworth původně navrhoval vytvoření fotbalového týmu - motivovat k vytváření technologie, která by mohla někdy robotům v praktických aplikacích hladce spolupracovat.

RoboCup 2014 se bude konat ve dnech 21. až 24. července v brazilské João Pessoa - a přestože to určitě představí některé z nejlepších robotik, které může nabídnout, Lee si stále myslí, že mistři světa v roce 2014 se nemají čeho bát, ale přesto . „Možná bychom za 20 let mohli vyvinout tým robotů, který by hrál proti nejlepším týmům Světového poháru, “ vysvětlil a vysvětlil, že zatímco se technologie rychle zlepšuje, jeho roboti „by stále byli smeteni brazilským národním týmem ve fotbale.“

RoboCup: Budování týmu robotů, který porazí mistrů světa