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面白い、落ちる、サッカーをするロボットが重要な理由

今週末、ファンと競技者でいっぱいのアリーナで、かなり珍しいサッカーの試合が行われました。 9 x 6メートルのフィールドのプレーヤーは、歩き、通り過ぎ、転倒し、いくつかのゴールを決めました。 いいえ、これは幼稚園の選手権ではありませんでした。これは、世界中の大学のロボットサッカーチームを互いに戦わせる国際大会である第21回ロボカップでした。

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2017年には、ボルドー大学とボルドー工科大学のローバンフットボールクラブ、「ベストヒューマノイド」の受賞者、ボン大学、ドイツ人工知能研究センターとブレーメン大学の協力者など、いくつかの傑出した作品がありました。

今年、ロボカップは最初の大会の開催地である名古屋に戻ってきました。 その後、イベントの規模と範囲が拡大しました。カスタムビルド、既製、さらには完全に仮想化されたロボットなど、さまざまなタイプのロボットを使用した15の競技会が開催されます。 しかし、特にヒューマノイドロボットを特徴とするサッカーは最も重要です。

「誰もがサッカーについて知っているので、サッカーは非常に良い研究対象です」とロボカップの現社長野田五木は言います。 「また、サッカー自体は、人間にとっても非常に複雑でインテリジェントなゲームです。」

創立者の浅田実、国吉康夫、北野日章は、このプロジェクトの当初の目標を概説しました。2050年までに、ワールドカップの世界チャンピオンに勝てるロボットサッカー選手のチームを競争で構築することです。これを目指して、実行委員会数年ごとに新しい競争を導入し、ルールとゲームデザインを変更して、競合他社を新しい領域に押し込んでいます。

「RoboCupの大きな価値の1つは、さまざまなAIの課題を1つのシステムに統合することです」と、RoboCupチームを運営するテキサス大学のコンピューターサイエンス教授であるPeter Stone氏は述べています。 「速く歩くことができるロボットを持っているだけでは十分ではありません。 信頼性が高く、ボールがどこにあるかを確認し、ボールがフィールド上のどこにあるかを把握し、チームメイトと調整することもできなければ、それは役に立たない。」

昨年、いくつかの重要なルールの変更(最も重要なこととして、明るいオレンジ色から通常の色のサッカーボールへの変更)があり、チームはエントリのコンピュータービジョンを改善することで対応しました。 テキサスチームは2016年の標準プラットフォーム競技会で2位になったと、主に彼らのボール検出システムの成功のために、ストーンは言います。 標準プラットフォームの競争では、チームが同じハードウェアを使用する必要があります。そのため、このイベントでソフトウェアが勝者ロボットチームになります。

UTオースティンヴィラのロボット ロボカップ2017の「標準プラットフォームリーグ」(すべてのチームが同じハードウェアを使用することを意味します)のUTオースティンヴィラロボット(テキサス大学オースティン校)

標準プラットフォームに加えて、競技者は約16インチの高さ(ボルドーのローバンが獲得)から完全な人間のサイズ(ボン大学が獲得)までの3種類のサイズの専用ヒューマノイドロボットでヒューマノイドリーグに参加できます。 車輪付きロボットのリーグには、小さいサイズ(直径7インチ、北京とZ江の学生がいる中国の会社Seer Roboticsが獲得)または中サイズ(正方形、一辺が約20インチ、北京情報科学技術大学が獲得)、フォームの制限が少なくなります。

BattleBotsや他の同様の競争とは異なり、RoboCupのすべてのロボットは自律的です。チームはそれらをフィールドに設定し、プログラムしたソフトウェアの制御を放棄します。個々のロボットだけでなく、チームとして調整する必要があります ボットは自分で、そしてチームとして決定を下さなければならない、とストーンは説明します。 たとえば、ロボットは、フィールド、ゴール、ボール、および他のロボットとの関係でロボットがどこにいるかを知ることが重要です。 しかし、それはいくつかの方法でその情報を集めることができます。 それはそれ自身の理解のバランスをとる必要があります。私はこのように4つのステップを踏んだので、視覚的な入力とそのチームメイトがフィールドをどのように認識しているかから、4つのステップです

2017年の最も重要な変更の1つは、混合チームチャレンジの追加でした、と大成功を収めたカーネギーメロンロボットチームの元メンバーで、現在はマサチューセッツ大学アマースト大学から新しいチームをもたらしたジョイディープビスワスは言いますコンピュータサイエンスの助教授。 混合チームチャレンジでは、チームメイトが誰であるかを事前に通知することなく、チームがペアになりました。

これは、実世界のロボット工学に直接影響します。 「私たちが前進するにつれて、すべてのロボットが同じ人またはグループによって作成されることを期待することはできません」とビスワスは言います。 「AIとソフトウェアは、自分でプログラミングしていないチームメンバーと遊ぶために十分にスマートである必要があります。」今週、Biswasは、ロボットが「蹴る」方法の変更など、過去数年にわたって競争を前進させたいくつかの新しい技術革新を指摘しましたそして彼らが計画する方法。

また、2017年には、 リーグも新しくなりました。このリーグでは、ボトルの取り出しやカーテンの開閉などのタスクを完了しようとする国内のロボットが登場します。 しかし、これらはまだサッカーボットに二次的な感覚がありました。

ヒューマノイドサッカーの試合を見ると、ロボットに行く方法があることは明らかです。 彼らはしばしばスローモーションで動くようです。 彼らはぎこちなく振り回し、簡単に向きを変えます。 しかし、本当の進歩が起こっています。 現在、優勝した中型の車輪付きサッカーチームは、競技会を運営する人間の評議員との展示会の試合を行っています。 人間は一般的にロボットを使用しますが、最近では、ロボットはいくつかのショットをブロックし、自分のパスを数回取得しますが、成功した犯罪には程遠いです。

しかし、それは茶番ではありません。 ロボット工学者は、このゲームから実際の教訓と実践的な知識を奪うことができます。 ストーンは、スペースレースやチェスをするコンピューターであるディープブルーのような壮大な挑戦に例えます。 実用的な関連性がほとんどない主要な目標を達成するには、他の多くの分野に適用可能な多くの技術が必要です。 サッカーをするためには、ロボットは自分の環境を認識し、計画や戦略を立ててから、ランニング、パス、射撃などのアクションを実行する必要があります。

混合チームの課題は、ビスワスが指摘するように、あるメーカーのロボットを別のメーカーのロボットと連携させるための重要なステップです。 そしておそらく最も重要なのは、サッカーはリアルタイムの創造性を必要とするゲームであり、人にとっては簡単で、ロボットにとっては非常に難しいことです。 その問題を解くと、ロボットは、変化する条件や事実上無限のシナリオに反応しなければならない現実の状況でロボットをより便利にします。 そして、ヒューマノイドロボットでこれを行うことには、特別な利点があります。

「近い将来、ロボットと協力する必要があります」と野田は言います。 「人間は、顔、行動、手の動きなどを見ることでお互いを理解しています。 したがって、形状はコミュニケーションと相互作用にとって非常に重要です。」

編集者注:この記事はもともと、RoboCupが20年目であると誤解していました。 競争は実際に21年目です。 Smithsonian.comはエラーを後悔しています。

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