https://frosthead.com

Γιατί αστείες, φθίνουσες, ρομπότ που παίζουν ποδόσφαιρο

Αυτό το Σαββατοκύριακο, σε μια αρένα γεμάτη από οπαδούς και ανταγωνιστές, πραγματοποιήθηκε ένας αρκετά ασυνήθιστος αγώνας ποδοσφαίρου. Οι παίκτες στο πεδίο 9 με 6 μέτρα περπάτησαν, πέρασαν, έπεσαν πάνω, και έδωσαν ακόμη και γκολ. Όχι, αυτό δεν ήταν το πρωτάθλημα νηπιαγωγείου-ήταν ο 21ος RoboCup, ο διεθνής διαγωνισμός που ανοίγει ομάδες ποδοσφαίρου ρομπότ από πανεπιστήμια σε όλο τον κόσμο ο ένας εναντίον του άλλου.

σχετικό περιεχόμενο

  • Γούσαλο! Δύο Τεχνολογίες Ανταγωνίζονται σε Στόχους Στόχου Ποδοσφαίρου

Υπήρξαν αρκετοί προοπτικοί για το 2017, συμπεριλαμβανομένου του Rhoban Football Club από το Πανεπιστήμιο του Μπορντό και το Πολυτεχνείο του Μπορντό, τους νικητές του Best Humanoid, το Πανεπιστήμιο της Βόννης και συνεργάτες του Γερμανικού Κέντρου Τεχνητής Νοημοσύνης και του Πανεπιστημίου της Βρέμης.

Φέτος, ο RoboCup προσγειώθηκε στην Nagoya, στην Ιαπωνία, στον χώρο του πρώτου διαγωνισμού. Η εκδήλωση έχει μεγαλώσει σε μέγεθος και πεδίο από τότε-τώρα διαθέτει 15 διαγωνισμούς που χρησιμοποιούν διάφορους τύπους ρομπότ, συμπεριλαμβανομένων των προσαρμοσμένων, off-the-shelf, ακόμη και μερικά που είναι εντελώς εικονικά. Αλλά το ποδόσφαιρο, ειδικά με τα ανθρωποειδή ρομπότ, είναι το πιο σημαντικό από αυτά.

"Το ποδόσφαιρο είναι πολύ καλός ερευνητικός στόχος, επειδή όλοι γνωρίζουν ποδόσφαιρο", λέει ο Itsuki Noda, σημερινός πρόεδρος του RoboCup. "Και επίσης, το ίδιο το ποδόσφαιρο είναι ένα πολύ περίπλοκο και έξυπνο παιχνίδι, ακόμη και για τον άνθρωπο".

Οι ιδρυτές Minoru Asada, Yasuo Kuniyoshi και Hioaki Kitano σκιαγράφησαν τον αρχικό στόχο για το έργο: Να κατασκευάσει μια ομάδα ποδοσφαιριστών ρομπότ που μπορεί να νικήσει τους πρωταθλητές του Παγκοσμίου Κυπέλλου μέχρι το 2050. Για την επιδίωξη της, αναβαθμίζει σταδιακά τα στοιχήματα, εισάγει νέους διαγωνισμούς κάθε δύο χρόνια και αλλάζει τους κανόνες και το σχεδιασμό των παιχνιδιών για να ωθήσει τους ανταγωνιστές σε νέα επικράτεια.

"Μία από τις μεγάλες αξίες του RoboCup είναι ότι ενσωματώνει πολλές διαφορετικές προκλήσεις AI σε ένα ενιαίο σύστημα", λέει ο Peter Stone, καθηγητής πληροφορικής στο Πανεπιστήμιο του Τέξας, ο οποίος διευθύνει τις ομάδες RoboCup εκεί. "Δεν είναι αρκετά καλό να έχουμε ένα ρομπότ που μπορεί να περπατήσει γρήγορα. είναι άχρηστο αν και δεν μπορεί, με μεγάλη αξιοπιστία, να δει πού βρίσκεται η μπάλα και να υπολογίσει πού βρίσκεται στο γήπεδο και να συντονίσει με τους συμπαίκτες του. "

Το περασμένο έτος σημειώθηκαν μερικές σημαντικές αλλαγές στον κανόνα - το πιο σημαντικό, μια αλλαγή από ένα λαμπερό πορτοκαλί σε μια κανονική μπάλα ποδοσφαίρου - και οι ομάδες απάντησαν βελτιώνοντας την όραση των υπολογιστών τους. Η ομάδα του Τέξας τερμάτισε δεύτερη στον διαγωνισμό Standard Platform 2016, λέει ο Stone, κυρίως λόγω της επιτυχίας του συστήματος ανίχνευσης μπάλας. Ο διαγωνισμός Standard Platform απαιτεί από τις ομάδες να χρησιμοποιούν το ίδιο υλικό, οπότε το λογισμικό είναι αυτό που κάνει μια νικηφόρα ομάδα ρομπότ σε αυτή την εκδήλωση.

Τα ρομπότ UT Austin Villa στο Τα ρομπότ UT Austin Villa στο "Standard League League" (που σημαίνει ότι όλες οι ομάδες χρησιμοποιούν το ίδιο υλικό) στο Robocup 2017. (Courtesy University of Texas στο Austin)

Εκτός από την τυποποιημένη πλατφόρμα, οι ανταγωνιστές μπορούν να εισέλθουν σε ανθρωποειδείς πρωταθλήματα με τρία διαφορετικά μεγέθη ανθρωποειδών ρομπότ, ύψους περίπου 16 ιντσών (κέρδισε ο Ρόμπαν από το Μπορντώ) σε πλήρη ανθρώπινο μέγεθος (κέρδισε το Πανεπιστήμιο της Βόννης). Τα πρωταθλήματα των τροχοφόρων ρομπότ περιλαμβάνουν μικρές διαστάσεις 7 ιντσών, κερδισμένες από τη Seer Robotics, μια κινεζική εταιρεία με φοιτητές από το Πεκίνο και τη Ζεγιάνγκ) ή μεσαίες (τετράγωνο, περίπου 20 ίντσες σε μια πλευρά, που κέρδισαν από το Πανεπιστήμιο Πληροφορικής και Τεχνολογίας του Πεκίνου) και έχουν λιγότερους περιορισμούς στη μορφή.

Σε αντίθεση με τα BattleBots και άλλους παρόμοιους διαγωνισμούς, όλα τα ρομπότ στο RoboCup είναι αυτόνομα - οι ομάδες τους έχουν τοποθετήσει στο πεδίο και εγκαταλείπουν τον έλεγχο στο λογισμικό που προγραμματίζουν, το οποίο πρέπει να τρέχει όχι μόνο τα μεμονωμένα ρομπότ, αλλά να τα συντονίζει ως ομάδα. Τα bots πρέπει να παίρνουν αποφάσεις μόνοι τους και ως ομάδα, εξηγεί η Stone. Για παράδειγμα, είναι σημαντικό για ένα ρομπότ να γνωρίζει πού βρίσκεται σε σχέση με το πεδίο, το στόχο, την μπάλα και τα άλλα ρομπότ. Μπορεί όμως να συγκεντρώσει αυτές τις πληροφορίες με διάφορους τρόπους. πρέπει να εξισορροπήσει τη δική του κατανόηση - έκανα τέσσερα βήματα με αυτόν τον τρόπο, γι 'αυτό είμαι τέσσερα βήματα από τη γραμμή - με οπτική είσοδο και τι οι συμπαίκτες του αντιλαμβάνονται από το πεδίο.

Μία από τις σημαντικότερες αλλαγές το 2017 ήταν η προσθήκη μιας πρόκλησης μικτής ομάδας, λέει ο Joydeep Biswas, πρώην μέλος της άκρως επιτυχημένης ομάδας robotics της Carnegie Mellon, που έφερε μια νέα ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Massachusetts-Amherst όπου είναι σήμερα ένας βοηθός καθηγητής πληροφορικής. Στην πρόκληση της μικτής ομάδας, οι ομάδες συνεργαζόταν χωρίς προηγούμενη ειδοποίηση για το ποιοι θα ήταν οι συμπαίκτες τους.

Αυτό έχει άμεσες επιπτώσεις στην πραγματική ρομποτική. "Καθώς προχωράμε, δεν μπορούμε να περιμένουμε ότι όλα τα ρομπότ θα δημιουργηθούν από το ίδιο άτομο ή ομάδα", λέει ο Biswas. "Το AI και το λογισμικό πρέπει να είναι αρκετά έξυπνα ώστε να παίζουν με μέλη της ομάδας που δεν έχουν προγραμματιστεί». Αυτό το Σαββατοκύριακο, ο Biswas επεσήμανε αρκετές νέες τεχνικές καινοτομίες που οδήγησαν τον ανταγωνισμό σε προηγούμενα χρόνια, συμπεριλαμβανομένων αλλαγών στον τρόπο με τον οποίο τα ρομπότ " και τον τρόπο που σχεδιάζουν.

Επίσης νέο το 2017 ήταν το πρωτάθλημα, το οποίο διαθέτει εγχώρια ρομπότ που προσπαθούν να ολοκληρώσουν εργασίες όπως φέρω φιάλες και ανοιγόμενες κουρτίνες. Αλλά αυτά είχαν ακόμα μια δευτερεύουσα αίσθηση στα bots ποδοσφαίρου.

Παρατηρώντας τον ανθρωπογενή αγώνα ποδοσφαίρου, είναι σαφές ότι τα ρομπότ έχουν τρόπους να πάνε. Φαίνονται συχνά ότι μετακινούνται σε αργή κίνηση. Περνώντας αδέξια και εύκολα να γυρίσουν. Αλλά πραγματική πρόοδος συμβαίνει. Σήμερα, η νικηφόρα ποδοσφαιρική ομάδα μεσαίου μεγέθους παίζει εκθεσιακό αγώνα ενάντια στους διαχειριστές του διαγωνισμού. Ενώ οι άνθρωποι έχουν συνήθως το δρόμο τους με τα ρομπότ, αργά τα ρομπότ καταφέρνουν να μπλοκάρουν μερικές βολές και να πάρουν μερικά περάσματα μακριά από τα δικά τους, αν και απέχουν πολύ από την αύξηση των επιτυχών αδικημάτων.

Αλλά δεν είναι φάρσα. Οι ρομποτικοί μπορούν να πάρουν πραγματικά μαθήματα και πρακτικές γνώσεις από αυτό το παιχνίδι. Η Stone το συγκρίνει με μια μεγάλη πρόκληση, όπως τον διαστημικό αγώνα ή το Deep Blue, τον υπολογιστή που παίζει σκάκι. Για να επιτευχθεί ένας σημαντικός στόχος που έχει ελάχιστη πρακτική συνάφεια απαιτεί πολλή τεχνολογία που θα εφαρμοστεί σε πολλούς άλλους τομείς. Για να παίξουν ποδόσφαιρο, τα ρομπότ πρέπει να αντιληφθούν το περιβάλλον τους, να αναπτύξουν ένα σχέδιο ή στρατηγική και στη συνέχεια να εκτελέσουν μια ενέργεια, όπως το τρέξιμο, το πέρασμα ή η λήψη.

Η πρόκληση της μικτής ομάδας, επισημαίνει ο Biswas, είναι ένα κρίσιμο βήμα για να πάρουμε ρομπότ από έναν κατασκευαστή για να δουλέψουμε με ρομπότ από άλλο. Και ίσως το πιο σημαντικό, το ποδόσφαιρο είναι ένα παιχνίδι που απαιτεί δημιουργικότητα σε πραγματικό χρόνο - κάτι που είναι εύκολο για τους ανθρώπους και πολύ σκληρό για τα ρομπότ. Η διάσπαση αυτού του προβλήματος θα κάνει τα ρομπότ πιο χρήσιμα σε πραγματικές καταστάσεις, όπου τα ρομπότ πρέπει να αντιδρούν στις μεταβαλλόμενες συνθήκες και σε σχεδόν απεριόριστα σενάρια. Και αυτό με τα ανθρωποειδή ρομπότ έχει ένα ιδιαίτερο όφελος.

"Στο εγγύς μέλλον, πρέπει να συνεργαστούμε με ρομπότ", λέει η Noda. "Οι άνθρωποι κατανοούν ο ένας τον άλλον βλέποντας το πρόσωπο, τη συμπεριφορά, την κίνηση του χεριού και ούτω καθεξής. Το σχήμα είναι πολύ σημαντικό για επικοινωνία και αλληλεπίδραση. "

Σημείωση του συντάκτη: Αυτό το άρθρο αρχικά έσφαλε ότι RoboCup είναι στο 20ο έτος της. Ο ανταγωνισμός είναι στην πραγματικότητα το 21ο έτος. Το Smithsonian.com λυπάται για το σφάλμα.

Γιατί αστείες, φθίνουσες, ρομπότ που παίζουν ποδόσφαιρο