https://frosthead.com

RoboCup: בניית צוות רובוטים שיעלה את אלופת המונדיאל

בשנת 1997 איש ומכונה הלכו ראש בראש בקרב של יכולת אסטרטגית; אחרי שישה משחקי שחמט, אלופת העולם גארי קספרוב הובסה על ידי מחשב העל הכחול העמוק של יבמ. זה נערך כרגע סופי במדעי המחשב - אם מחשב יכול היה לנצח אדם בשחמט, משחק שהיה זמן רב שיא האסטרטגיה הנפשית, מה עוד יוכל מחשבים להשיג?

קצת יותר משלושה חודשים לאחר התבוסה של קספרוב, ביקש צוות מומחי רובוטיקה לדחוף גבול נוסף בבינה מלאכותית. כנס בנגויה שביפן, במהלך הוועידה הבינלאומית המשותפת לבינה מלאכותית, 40 צוותים של מומחי רובוטיקה השתתפו בגביע הרובוטיקה הראשון בעולם. מטרתם המוצהרת: באמצע המאה ה -21, צוות שחקני כדורגל רובוטים אנושיים מלאים אוטונומיים לחלוטין ינצח משחק כדורגל, העומד בחוקים הרשמיים של פיפ"א, כנגד הזוכה בגביע העולם האחרון.

המניפסט, שאולי נראה כמו מדע בדיוני מאשר מטרה מעשית, לא היה רעיון חדש לחלוטין לקהילת הרובוטיקה אפילו בשנת 1997. הרעיון של משחק כדורגל רובוט הוטל סביב קהילת הרובוטיקה במשך שנים - זה היה הראשון שהוזכר על ידי פרופסור אלן מקוורת 'מאוניברסיטת קולומביה הבריטית במאמרו " על ראיית רובוטים", שם טען כי בניית קבוצת כדורגל רובוטית עשויה לסייע בפתרון של כמה בעיות ברובוטיקה מודרנית (חוסר יכולתם לשתף פעולה, למשל, או חוסר יכולת לקבוע לאן הכדור עשוי ללכת). מאותו מאמר, מקוורת 'וצוותו ב- UBC השיקו את פרויקט דינמו, הניסיון הראשון בעולם לקבוצת כדורגל רובוטית אוטונומית. פרויקט דינמו ביצע סדרת ניסויים מוצלחים משנת 1992 ועד 1994, וראו בעיני רבים כמבשר המכריע לגביע הרובוטיקה.

החל מגביע הרובוטיקה הראשון (RoboCup, בקיצור) בשנת 1997, התחרות צמחה מאוד: ב RoboCup 2013 שנערך באיינדהובן, 2, 500 משתתפים מיותר מ -40 מדינות התמודדו באתגרים רובוטיים שונים, מתוך, שבודק היכולת של הרובוט לבצע משימות יומיומיות מועילות, לליגת ההצלה RoboCup, תחרות הבוחנת את יכולתם של הרובוטים להצליח במצבי אסון. אולם התחרויות הפופולריות ביותר נשארות ליגות הכדורגל - בתחרות 2013, ניתן היה לראות את המלכה מקסיממה מהולנד בקהל, מריעה לקבוצה מאוניברסיטת איינדהובן לטכנולוגיה כשהם הולכים רובוט לרובוט עם צוות מבייג'ינג מידע. אוניברסיטת מדע וטכנולוגיה, בגמר הליגה (הקבוצה בבייג'ינג יצאה כמנצחת בתוצאה 3-2).

ה- RoboCup כולל חמש ליגות כדורגל מובחנות; האחרון שהצטרף אליו היה הליגה ההומנואידית בה רובוטים נדרשים לעמוד על שתי רגליים. זו ליגה קשה במיוחד מכיוון שהיא דורשת איזון - תכונה שקשה לרובוטים. בליגות אחרות, כמו הליגה בגודל בינוני, רובוטים לא חייבים להיות דומים לבני אדם - מה שמאפשר לקבוצות לבנות רובוטים עם דברים כמו גלגלים ותותחים פנאומטיים שיורים כדורים.

כדורגל אולי נקרא "המשחק היפה", אך השחקנים ב- RoboCup בהחלט חסרים את האומנות העדינה של שחקני האדם בכדורגל. באירוע בוושינגטון הבירה, פרופסור דניאל לי מאוניברסיטת פנסילבניה - המשמש גם כמנהל מעבדת ה- GRASP של האוניברסיטה (General Robotics Automation, Sensing, Perception) - תיאר את השחקנים כקרובים יותר ל"ילדים בני חמש "מאשר לרונלדוס. במשחק ליגה בגודל קטן, רובוטים משחקים עם כדור גולף כתום. הומנואידים בליגת קיד (המכונה שלגודל הרובוט ולא גיל המתכנתים שלהם) משתמשים בכדור טניס. ליגות אחרות משתמשות בכדורי כדורגל, אם כי חלקן בגודל קטן יותר מאחרות.

המגרשים מלבנים וירוקים, כמו מגרש כדורגל רגיל, אך קטנים בהרבה, עם עד חמישה רובוטים המותרים בקבוצה. עבור ליגות הומנואידיות, המספר הזה יורד לשניים. המשחקים גם הם קצרים בהרבה ממשחק כדורגל רגולציה (אנושי), המורכב משני מחציות של עשר דקות (והפסקה של חמש דקות הפסקה). כמו כל משחק כדורגל אחר, מטרה מושלמת כאשר כדור חוצה את קו השער לחלוטין, אך בניגוד לרוב משחקי הכדורגל (או לפחות משחק הכדורגל המשוער היטב), כלל האפסים לא נאכף. כמו כדורגל רגיל, בעיטות חופשיות מוענקות כאשר הרובוטים מבצעים חטא כלשהו, ​​ממשחק בצורה מסוכנת ועד לפגיעה ביכולתו של שוער. במצבים בהם רובוט מתנהג בצורה לא טובה במיוחד, שופטים אנושיים (המספקים את הקלט היחיד שאינו רובוט המותר במהלך משחק) יכולים לשלוף כרטיסים צהובים או אדומים.

אמנם המשחקים הרובוטיים עשויים לחסר את היופי האקרובטי של הכדורגל המשובח בעולם, אך השיפורים בטכנולוגיה אפשרו לקבוצות הרובוקאפ לעשות צעדים גדולים מאז הקמת התחרות. המעבדים הם מהירים יותר, כלומר אלגוריתמים שפעם לקח דקות יכולים כעת להורג על ידי הרובוטים תוך מספר שניות - וחומרים הפכו יקרים יותר, מה שמאפשר לצוותים רבים יותר להתמודד. אמנם המטרה של ה- RoboCup עשויה להיות יום אחד ליצור צוות שמסוגל להיטיב עם אלופי המונדיאל, אבל זה באמת פרוקסי למחקר רובוטיקה, ודוחף את הרובוטיקה קדימה דרך תחרות שנתית והחלפת רעיונות.

"זה לא רק תחום הכדורגל, " אמר לי. "זה באמת לחשוב על בינה מלאכותית, רובוטיקה, ומה הם יכולים לעשות בהקשר כללי יותר." כששמע את לי מדבר, ברור שהוא מאמין שרובוטים יוכלו יום אחד לעלות על בני אדם - לפחות אסטרטגיים - בכדורגל, למרות שהמכונות עדיין לא מספיק גדולות, מספיק חזקות או מספיק מהירות כדי להוות איום גדול על כך השחקנים האנושיים הטובים ביותר בעולם (אפילו הגדולים ביותר מגיעים רק לגובה הירך, ולא בדיוק נותנים להם יתרון אנכי על פני בני אדם). אבל זה יותר מאשר לרדוף אחר המטרה משנת 2050: כדורגל רובוטי מסייע למדענים להשיג הבנה טובה יותר של האינטליגנציה האנושית - כיצד אנו מאזנים, כיצד אנו רואים, כיצד אנו מעבדים מידע. זה גם מסייע בשיפור הטכנולוגיה הרובוטית שעשויה להיות ליישום מעשי יותר - למשל, החיישנים המזהים היכן הכדור יכול לעזור בשיפור חיישנים במכוניות שמניעות עצמית. זה תחומים כמו אלה - האזורים הפיזיים - שבהם לי חושב שרובוטים עדיין מפגרים אחרי בני אדם.

"מדוע יש לנו מכונות שיכולות לנצח אותנו בשחמט או בסכנה, אבל אנחנו יכולים לנצח אותם בכדורגל?" הוא שואל. "מה כל כך מקשה על גיבוש האינטליגנציה בעולם הפיזי?"

מעבר למחסומים הפיזיים, ישנו חלק נוסף בכדורגל שמעניק למומחי הרובוטיקה הפסקה: ההיבט הקבוצתי. אנו חושבים על רובוטים כיצורים אוטונומיים, טכנולוגיה חסרת פנים שפועלת - בודדת - כדי לשפר את העולם. אבל הרובוטים שמשחקים כדורגל קשורים זה בזה דרך רשתות אלחוטיות - באופן אידיאלי, הם מתקשרים זה עם זה כצוות. יצירת רובוטים אוטונומיים שמשתפים פעולה יחד היא מחסום קשה להתגבר עליו; אבל זו גם אחת הסיבות שמקוורת 'הציע במקור ליצור קבוצת כדורגל - לתמרץ יצירת טכנולוגיה שעשויה לעזור לרובוטים, יום אחד, לעבוד בצורה חלקה ביישומים מעשיים.

הרובוקאפ של 2014 יתקיים בין התאריכים 21-24 ביולי בג'ואו פסואה, ברזיל - ולמרות שהוא בוודאי יציג כמה מן הרובוטים הטובים ביותר שיש להציע, לי עדיין חושב שלאלופי גביע העולם 2014 אין עדיין מה לדאוג, . "אולי בעוד 20 שנה נוכל לפתח צוות רובוטים שישחק מול נבחרות המונדיאל הטובות ביותר, " אמר, והסביר שבעוד שהטכנולוגיה משתפרת במהירות, הרובוטים שלו "עדיין יוקרמו על ידי נבחרת ברזיל בכדורגל."

RoboCup: בניית צוות רובוטים שיעלה את אלופת המונדיאל