В эти выходные на арене, заполненной фанатами и соперниками, состоялся довольно необычный футбольный матч. Игроки на поле размером 9 на 6 метров шли, проходили мимо, падали и даже забили несколько голов. Нет, это был не чемпионат детского сада - это был 21-й чемпионат RoboCup, международный турнир, в котором противостоят команды футбольных роботов из университетов всего мира.
Связанный контент
- Gooooal! Две технологии соревнуются в достижении футбольных целей
В 2017 году было несколько победителей, в том числе футбольный клуб Rhoban из Университета Бордо и Политехнического института Бордо, победители конкурса «Лучший гуманоид», Университет Бонна и сотрудники Немецкого исследовательского центра искусственного интеллекта и Университета Бремена.
В этом году RoboCup приземлился в Нагое, Япония, на месте первого соревнования. С тех пор мероприятие выросло в размерах и масштабах - теперь в нем участвуют 15 соревнований с использованием различных типов роботов, в том числе специально изготовленных, готовых и даже полностью виртуальных. Но футбол, особенно с участием человекоподобных роботов, является самым важным из них.
«Футбол - очень хорошая цель для исследований, потому что все знают о футболе», - говорит Ицуки Нода, нынешний президент RoboCup. «Кроме того, сам футбол - очень сложная и интеллектуальная игра, даже для людей».
Основатели Minoru Asada, Yasuo Kuniyoshi и Hioaki Kitano обрисовали в общих чертах первоначальную цель проекта: создать соревнование для создания команды футболистов-роботов, которые могут победить чемпионов мира по футболу к 2050 году. Для этого исполком постепенно увеличивал ставки, каждые два года проводил новые соревнования и изменял правила и игровой дизайн, чтобы подтолкнуть конкурентов на новую территорию.
«Одна из больших ценностей RoboCup заключается в том, что он объединяет множество различных задач искусственного интеллекта в единую систему», - говорит Питер Стоун, профессор компьютерных наук в Университете Техаса, который руководит командами RoboCup. «Недостаточно иметь робота, который может быстро ходить; бесполезно, если он также не может, с высокой надежностью, видеть, где находится мяч, и выяснять, где он находится на поле, и координировать свои действия с товарищами по команде ».
В прошлом году произошло несколько существенных изменений в правилах - самое важное, переход от ярко-оранжевого цвета к футбольному мячу обычного цвета - и команды отреагировали улучшением компьютерного зрения своих участников. По словам Стоуна, команда из Техаса заняла второе место в конкурсе Стандартной платформы 2016 года, во многом благодаря успеху своей системы обнаружения мячей. В конкурсе на стандартную платформу требуется, чтобы команды использовали одно и то же оборудование, поэтому именно программное обеспечение и делает команду роботов-победителей в этом случае.
Роботы UT Austin Villa в «Стандартной лиге платформ» (то есть все команды используют одинаковое оборудование) на Robocup 2017. (Предоставлено Техасским университетом в Остине) В дополнение к стандартной платформе, конкуренты могут входить в гуманоидные лиги с тремя различными размерами специально созданных гуманоидных роботов, начиная от 16 дюймов в высоту (выиграл Робан из Бордо) до полного человеческого роста (выиграл Боннский университет). Лиги колесных роботов включают в себя маленькие (диаметром 7 дюймов, выигранные Seer Robotics, китайская компания со студентами из Пекина и Чжэцзяна) или средние (квадратные, около 20 дюймов сбоку, выигранные Пекинским университетом по науке и технике), и имеют меньше ограничений по форме.
В отличие от BattleBots и других подобных соревнований, все роботы в RoboCup являются автономными - команды устанавливают их на поле и отдают управление программному обеспечению, которое они запрограммировали, которое должно запускать не только отдельных роботов, но и координировать их как команду. Боты должны принимать решения самостоятельно и в команде, объясняет Стоун. Например, для робота важно знать, где он находится по отношению к полю, цели, мячу и другим роботам. Но это может собрать эту информацию несколькими способами; это должно уравновесить его собственное понимание - я сделал четыре шага таким образом, поэтому я нахожусь в четырех шагах от линии - с визуальным вкладом и тем, что его товарищи по команде воспринимают на поле.
По словам Джойдипа Бисваса, бывшего члена чрезвычайно успешной команды робототехники Карнеги-Меллона, который привел новую команду из Университета Массачусетс-Амхерст, где он в настоящее время находится, одним из наиболее важных изменений в 2017 году стало добавление в смешанную команду. доцент кафедры информатики. В соревновании смешанной команды команды были объединены в пару без предварительного уведомления, кто будет их товарищами по команде.
Это имеет прямые последствия для реальной робототехники. «По мере продвижения вперед мы не можем ожидать, что все роботы будут созданы одним человеком или группой», - говорит Бисвас. «ИИ и программное обеспечение должны быть достаточно умными, чтобы играть с членами команды, которых они сами не запрограммировали». На этих выходных Бисвас указал на несколько новых технических новшеств, которые привели к росту конкуренции за предыдущие годы, включая изменения в том, как роботы «пинают» и как они планируют.
Кроме того, в 2017 году появилась лига, в которой участвуют домашние роботы, которые пытаются выполнить такие задачи, как получение бутылок и открытие штор. Но у них все еще было вторичное чувство к футбольным ботам.
Наблюдая за соревнованиями по гуманоидному футболу, становится ясно, что у роботов есть пути. Они часто двигаются в замедленном темпе. Они неловко врут и легко оборачиваются. Но настоящий прогресс происходит. В настоящее время победившая команда футбола на колесах среднего размера проводит выставочный матч против попечителей, которые проводят соревнования. В то время как люди обычно имеют дело с роботами, в последнее время роботам удается блокировать некоторые выстрелы и делать несколько проходов самостоятельно, хотя они далеки от совершения успешных преступлений.
Но это не фарс. Роботы могут извлечь реальные уроки и практические знания из этой игры. Камень сравнивает его с грандиозным испытанием, таким как космическая гонка или Deep Blue, шахматный компьютер. Для достижения главной цели, которая сама по себе имеет мало практического значения, требуется много технологий, которые будут применимы во многих других областях. Чтобы играть в футбол, роботы должны воспринимать окружающую обстановку, разрабатывать план или стратегию, а затем выполнять такие действия, как бег, прохождение или стрельба.
Задача смешанной команды, отмечает Бисвас, - это важный шаг к тому, чтобы роботы одного производителя работали с роботами другого. И, пожалуй, самое важное, футбол - это игра, требующая творческого подхода в реальном времени - что-то, что легко для людей и очень сложно для роботов. Решение этой проблемы сделает роботов более полезными в реальных ситуациях, когда роботам приходится реагировать на меняющиеся условия и практически бесконечные сценарии. И делать это с гуманоидными роботами имеет особое преимущество.
«В ближайшее время нам нужно сотрудничать с роботами», - говорит Нода. «Люди понимают друг друга, видя лицо, поведение, движение рук и так далее. Поэтому форма очень важна для общения и взаимодействия ».
Примечание редактора: эта статья изначально ошибочно указала, что RoboCup исполняется 20 лет. Конкурс на самом деле в своем 21-м году. Smithsonian.com сожалеет об ошибке.
