https://frosthead.com

RoboCup: Membina Pasukan Robot yang Akan Mengalahkan Juara Piala Dunia

Pada tahun 1997, lelaki dan mesin menjadi kepala di dalam pertempuran kehebatan strategik; selepas enam perlawanan catur, juara dunia Garry Kasparov dikalahkan oleh superkomputer Deep Blue IBM. Ia dipuji sebagai detik mani dalam sains komputer-jika komputer boleh mengalahkan manusia di catur, permainan lama yang dipegang sebagai kemunculan strategi mental, apa lagi yang boleh dicapai oleh komputer?

Sekurang-kurangnya tiga bulan selepas kekalahan Kasparov, kader ahli robotik berusaha untuk menolak sempadan lain dalam kecerdasan buatan. Bertempat di Nagoya, Jepun, semasa Persidangan Bersama Antarabangsa mengenai Kecerdasan Buatan, 40 pasukan ahli robotik mengambil bahagian dalam Piala Robotics pertama di dunia. Matlamat mereka yang dinyatakan: Menjelang pertengahan abad ke-21, satu pasukan pemain sepak bola robot manusia autonomi sepenuhnya akan memenangi permainan bola sepak, mematuhi peraturan rasmi FIFA, melawan pemenang Piala Dunia yang paling terkini.

Manifesto, yang mungkin kelihatan seperti fiksyen sains daripada matlamat praktikal, bukanlah satu idea yang sama sekali baru kepada komuniti robotik walaupun pada tahun 1997. Konsep permainan bola sepak robot telah ditendang di sekitar komuniti robotik selama bertahun-tahun. yang disebut oleh Profesor Alan Mackworth, dari University of British Columbia, dalam tulisannya " On Seeing Robots, " di mana beliau berhujah membina sebuah pasukan bola sepak robot boleh membantu menyelesaikan beberapa masalah robotik moden (ketidakupayaan mereka untuk bekerjasama, misalnya, atau mereka ketidakupayaan untuk menentukan di mana bola boleh pergi). Dari kertas itu, Mackworth dan pasukannya di UBC melancarkan Projek Dynamo, percubaan pertama di dunia pada pasukan bola sepak robot autonomi. Projek Dynamo menjalankan satu siri eksperimen yang berjaya dari tahun 1992 hingga 1994, dan dilihat oleh ramai sebagai pelopor penting untuk Piala Robotika.

Dari Robotics Cup pertama (RoboCup, untuk pendek) pada tahun 1997, persaingan telah berkembang dengan pesat: pada tahun 2013 RoboCup, yang diadakan di Eindhoven, 2, 500 peserta dari lebih dari 40 buah negara bersaing dalam pelbagai cabaran robotik, dari, yang menguji keupayaan robot untuk melakukan tugas harian yang berguna, kepada Liga Penyelamat RoboCup, satu pertandingan yang menguji kemampuan robot untuk berjaya dalam situasi bencana. Tetapi pertandingan yang paling popular tetap menjadi liga bola sepak-pada pertandingan 2013, Ratu Máxima dari Belanda dapat dilihat di kalangan orang ramai, bersorak dengan pasukan dari Eindhoven University of Technology ketika mereka pergi robot-robot dengan tim dari Beijing Information Universiti Sains & Teknologi, dalam final liga (pasukan Beijing keluar dengan skor 3-2).

RoboCup mempunyai lima liga bola sepak yang berbeza; yang terakhir untuk menyertai adalah Liga Humanoid di mana robot dikehendaki berdiri di atas dua kaki. Ia adalah liga yang amat sukar kerana ia memerlukan keseimbangan-sifat yang sukar untuk robot. Dalam liga lain, seperti Liga Saiz Tengah, robot tidak perlu menjadi manusia seperti yang membolehkan pasukan membina robot dengan benda seperti roda dan meriam pneumatik yang menembak bola.

Bola sepak boleh dipanggil "The Beautiful Game, " tetapi para pemain di RoboCup pasti tidak memiliki kesenian halus pemain manusia bola sepak. Pada satu majlis di Washington, DC, profesor University of Pennsylvania, Daniel Lee, yang juga berkhidmat sebagai pengarah makmal GRASP (Robotics Automation, Sensing, Perception) universiti universiti-menggambarkan pemain sebagai lebih dekat dengan "lima tahun" daripada Ronaldos. Dalam permainan Liga Kecil Saiz, robot bermain dengan bola golf oren. Humanoids dalam Liga Kanak-kanak (digelar bahawa untuk saiz robot, bukan umur pengaturcara mereka) menggunakan bola tenis. Liga lain menggunakan bola sepak, walaupun beberapa saiz yang lebih kecil daripada yang lain.

Bidang ini segi empat tepat dan hijau, seperti padang bola sepak biasa, tetapi jauh lebih kecil, dengan sehingga lima robot dibenarkan dalam satu pasukan. Untuk liga Humanoid, jumlah itu turun menjadi dua. Permainan juga jauh lebih singkat daripada perlawanan bola sepak peraturan (manusia), yang terdiri daripada dua bahagian sepuluh minit (dan istirahat separuh masa lima minit). Seperti mana-mana permainan bola sepak yang lain, gol dijaringkan apabila bola melintasi garisan gol sepenuhnya, tetapi tidak seperti kebanyakan permainan bola sepak (atau sekurang-kurangnya permainan bola sepak yang baik), aturan offsides tidak dikuatkuasakan. Seperti bola sepak biasa, sepakan percuma diberikan apabila robot melakukan sebarang bentuk dosa, dari bermain dengan cara yang berbahaya untuk menghalang keupayaan seorang penjaga gol. Dalam situasi di mana robot berkelakuan sangat teruk, pengadil manusia (yang memberikan satu-satunya input bukan robot yang dibenarkan semasa permainan) boleh mengeluarkan kad kuning atau merah.

Walaupun permainan robot mungkin kekurangan keindahan akrobatik bola sepak terbaik dunia, peningkatan dalam teknologi telah membolehkan pasukan RoboCup membuat langkah besar sejak penubuhan pertandingan. Pemproses adalah lebih cepat, yang bermaksud algoritma yang pernah mengambil masa beberapa minit boleh dilaksanakan oleh robot dalam beberapa saat-dan bahan-bahan telah mendapat lebih mahal, yang membolehkan lebih ramai pasukan bersaing. Walaupun matlamat RoboCup mungkin satu hari mewujudkan sebuah pasukan yang mampu memenangi juara Piala Dunia, ia benar-benar menjadi proksi untuk penyelidikan robotik, mendorong robotics ke hadapan melalui pertandingan tahunan dan pertukaran idea.

"Ia bukan hanya domain bola sepak, " kata Lee. "Ia benar-benar memikirkan kecerdasan buatan, robotik, dan apa yang boleh mereka lakukan dalam konteks yang lebih umum." Mendengar Lee bercakap, jelas bahawa dia percaya bahawa robot mungkin suatu hari nanti dapat melangkau manusia-sekurang-kurangnya secara strategik-dalam bola sepak, walaupun mesinnya belum cukup besar, cukup kuat atau cukup cepat untuk benar-benar menimbulkan banyak ancaman pemain manusia terbaik di dunia (walaupun yang paling besar hanya datang pada ketinggian pinggul, tidak memberi mereka kelebihan menegak ke atas manusia). Tetapi lebih banyak daripada mengejar matlamat 2050: bola sepak robot membantu saintis mendapatkan pemahaman yang lebih baik mengenai kecerdasan manusia-bagaimana kita mengimbangi, bagaimana kita melihat, bagaimana kita memproses maklumat. Ia juga membantu meningkatkan teknologi robotik yang mungkin mempunyai aplikasi yang lebih praktikal - sensor yang mengesan di mana bola boleh membantu meningkatkan sensor pada kereta memandu sendiri, misalnya. Bidang-bidang seperti ini-bidang fizikal-di mana Lee fikir robot masih tertinggal di belakang manusia.

"Kenapa kita mempunyai mesin yang dapat mengalahkan kita dalam catur atau Jeopardy tetapi kita boleh mengalahkan mereka dalam bola sepak?" dia bertanya. "Apa yang menjadikannya sukar untuk mewujudkan kecerdasan ke dunia fizikal?"

Di luar sekatan jalan fizikal, terdapat satu lagi bahagian bola sepak yang memberikan jeda pakar robotik: aspek pasukan. Kami memikirkan robot sebagai makhluk autonomi, teknologi tanpa wajah yang berfungsi bersendirian-untuk memperbaiki dunia. Tetapi robot bermain sepak bola saling berhubungan melalui rangkaian tanpa wayar-idealnya, mereka berkomunikasi satu sama lain sebagai satu pasukan. Mewujudkan robot autonomi yang bekerjasama adalah penghalang jalan yang sukar untuk diatasi; tetapi ia juga salah satu sebab Mackworth pada mulanya mencadangkan mencipta pasukan bola sepak-untuk memberi insentif kepada teknologi yang boleh membantu robot, suatu hari nanti, dengan lancar bekerja bersama dalam aplikasi praktikal.

RoboCup 2014 akan berlangsung Julai 21-24 di João Pessoa, Brazil-dan sementara ia pasti akan mempamerkan beberapa robot yang terbaik yang ditawarkan, Lee masih berpendapat bahawa juara Piala Dunia 2014 tidak mempunyai apa-apa yang perlu dibimbangkan, namun . "Mungkin dalam 20 tahun kita dapat membangun satu pasukan robot untuk bermain menentang pasukan Piala Dunia yang terbaik, " katanya, menjelaskan bahawa walaupun teknologi semakin berkembang, robotnya "masih akan dicetuskan oleh pasukan kebangsaan Brazil dalam bola sepak."

RoboCup: Membina Pasukan Robot yang Akan Mengalahkan Juara Piala Dunia