Questo fine settimana, in un'arena piena di tifosi e concorrenti, si è svolta una partita di calcio piuttosto insolita. I giocatori sul campo di 9 per 6 metri hanno camminato, superato, sono caduti e hanno anche segnato alcuni goal. No, non erano i campionati dell'asilo: era il 21 ° RoboCup, la competizione internazionale che metteva le squadre di calcio robot di università di tutto il mondo l'una contro l'altra.
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Ci sono stati diversi spunti per il 2017, tra cui il Rhoban Football Club dell'Università di Bordeaux e il Politecnico di Bordeaux, i vincitori del "Best Humanoid", l'Università di Bonn e collaboratori del Centro di ricerca tedesco per l'intelligenza artificiale e l'Università di Brema.
Quest'anno, RoboCup è tornato a Nagoya, in Giappone, sede della prima competizione. L'evento è cresciuto in termini di dimensioni e portata da allora: ora presenta 15 competizioni che utilizzano vari tipi di robot, inclusi quelli personalizzati, pronti all'uso e persino alcuni che sono completamente virtuali. Ma il calcio, in particolare con robot umanoidi, è il più importante.
"Il calcio è un ottimo obiettivo di ricerca, perché tutti conoscono il calcio", afferma Itsuki Noda, attuale presidente di RoboCup. "Inoltre, il calcio stesso è un gioco molto complesso e intelligente, anche per gli umani."
I fondatori Minoru Asada, Yasuo Kuniyoshi e Hioaki Kitano hanno delineato l'obiettivo originale del progetto: far costruire la squadra da un team di calciatori robot in grado di battere i campioni umani della Coppa del Mondo entro il 2050. Alla ricerca di questo, il comitato esecutivo ha gradualmente aumentato la posta in gioco, introducendo nuove competizioni ogni due anni e modificando le regole e il design del gioco per spingere i concorrenti in nuovi territori.
"Uno dei grandi valori di RoboCup è che integra molte sfide AI diverse in un unico sistema", afferma Peter Stone, professore di informatica all'università del Texas che gestisce i team RoboCup lì. “Non è abbastanza buono avere un robot in grado di camminare velocemente; è inutile se non può anche, con elevata affidabilità, vedere dove si trova la palla, capire dove si trova sul campo e coordinarsi con i suoi compagni di squadra. "
L'anno scorso sono state apportate alcune modifiche significative alle regole - soprattutto un passaggio da un arancione brillante a un pallone da calcio di colore normale - e le squadre hanno risposto migliorando la visione computerizzata delle loro voci. Il team del Texas è arrivato secondo nella competizione della piattaforma standard 2016, afferma Stone, in gran parte a causa del successo del loro sistema di rilevamento della palla. La competizione sulla piattaforma standard richiede ai team di utilizzare lo stesso hardware, quindi il software è ciò che rende un team robot vincente in questo evento.
I robot UT Austin Villa nella "Standard Platform League" (ovvero tutti i team utilizzano lo stesso hardware) al Robocup 2017. (Courtesy University of Texas at Austin) Oltre alla piattaforma standard, i concorrenti possono entrare in campionati umanoidi con tre diverse dimensioni di robot umanoidi appositamente costruiti, che vanno da circa 16 pollici di altezza (vinto da Rhoban da Bordeaux) a dimensione umana completa (vinto dall'Università di Bonn). Le leghe dei robot su ruote includono piccole dimensioni (7 pollici di diametro, vinte da Seer Robotics, una società cinese con studenti di Pechino e Zhejiang) o medie (quadrate, circa 20 pollici su un lato, vinte dalla Beijing Information Science and Technology University), e hanno meno restrizioni sulla forma.
A differenza dei BattleBot e di altre competizioni simili, tutti i robot di RoboCup sono autonomi: i team li mettono sul campo e cedono il controllo al software programmato, che deve far funzionare non solo i singoli robot, ma coordinarli come una squadra. I robot devono prendere decisioni da soli e come una squadra, spiega Stone. Ad esempio, è importante che un robot sappia dove si trova in relazione al campo, all'obiettivo, alla palla e agli altri robot. Ma può raccogliere tali informazioni in diversi modi; deve bilanciare la propria comprensione - ho fatto quattro passi in questo modo, quindi sono a quattro passi dalla linea - con input visivi e ciò che i suoi compagni di squadra percepiscono sul campo.
Uno dei cambiamenti più importanti nel 2017 è stata l'aggiunta di una sfida a squadre miste, afferma Joydeep Biswas, ex membro del gruppo di robotica Carnegie Mellon di grande successo, che ha portato un nuovo team presso l'Università di Massachussets-Amherst dove si trova attualmente un assistente professore di informatica. Nella sfida a squadre miste, le squadre erano accoppiate insieme senza preavviso di chi sarebbero stati i loro compagni di squadra.
Ciò ha implicazioni dirette per la robotica del mondo reale. "Mentre avanziamo, non possiamo aspettarci che tutti i robot vengano creati dalla stessa persona o gruppo", afferma Biswas. "L'intelligenza artificiale e il software devono essere abbastanza intelligenti da giocare con i membri del team che non hanno programmato da soli." Questo fine settimana, Biswas ha sottolineato diverse nuove innovazioni tecniche che hanno portato avanti la concorrenza negli anni precedenti, comprese le modifiche al modo in cui i robot "calciano" e il modo in cui pianificano.
Un'altra novità del 2017 è stata la lega, che presenta robot domestici che cercano di completare attività come il recupero di bottiglie e l'apertura di tende. Ma questi avevano ancora un aspetto secondario rispetto ai robot di calcio.
Guardando la competizione di calcio umanoide, è chiaro che i robot hanno una strada da percorrere. Spesso sembrano muoversi al rallentatore. Si muovono goffamente e si girano facilmente. Ma stanno accadendo veri progressi. Al giorno d'oggi, la squadra di calcio su ruote di medie dimensioni vincente gioca una partita di esibizione contro i fiduciari umani che gestiscono la competizione. Mentre gli umani in genere si fanno strada con i robot, ultimamente i robot riescono a bloccare alcuni colpi e ottenere alcuni passaggi da soli, anche se sono ben lungi dall'essere pronti a commettere reati di successo.
Ma non è farsa. I robot possono togliere lezioni reali e conoscenze pratiche da questo gioco. Stone lo paragona a una grande sfida, come la corsa allo spazio o Deep Blue, il computer che gioca a scacchi. Per raggiungere un obiettivo importante che ha una scarsa rilevanza pratica richiede molta tecnologia che sarà applicabile in molti altri campi. Per giocare a calcio, i robot devono percepire il loro ambiente, sviluppare un piano o una strategia e quindi eseguire un'azione, come correre, passare o sparare.
La sfida a squadre miste, sottolinea Biswas, è un passo cruciale per convincere i robot di un produttore a lavorare con i robot di un altro. E forse il più importante, il calcio è un gioco che richiede creatività in tempo reale - qualcosa che è facile per le persone e molto difficile per i robot. La risoluzione di questo problema renderà i robot più utili nelle situazioni della vita reale, in cui i robot devono reagire alle condizioni mutevoli e agli scenari praticamente infiniti. E farlo con i robot umanoidi ha un vantaggio particolare.
"Nel prossimo futuro, dobbiamo collaborare con i robot", afferma Noda. “Gli umani si capiscono vedendo il viso, il comportamento, il movimento delle mani e così via. Quindi la forma è molto importante per la comunicazione e l'interazione. "
Nota del redattore: questo articolo inizialmente riportava erroneamente che RoboCup è al suo 20 ° anno. La competizione è infatti al suo 21 ° anno. Smithsonian.com si rammarica dell'errore.
