Neste fim de semana, em uma arena lotada de fãs e competidores, uma partida de futebol bastante incomum aconteceu. Os jogadores no campo de 9 por 6 metros caminharam, passaram, caíram e até marcaram alguns gols. Não, este não foi o campeonato de jardim de infância - foi o 21º RoboCup, a competição internacional que coloca times de futebol de robôs de universidades de todo o mundo uns contra os outros.
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Houve vários destaques para 2017, incluindo o Rhoban Football Club da Universidade de Bordeaux e o Instituto Politécnico de Bordeaux, vencedores do “Best Humanoid”, da Universidade de Bonn e colaboradores do Centro Alemão de Pesquisa em Inteligência Artificial e da Universidade de Bremen.
Este ano, a RoboCup pousou em Nagoya, Japão, local da primeira competição. O evento cresceu em tamanho e abrangência desde então - agora ele apresenta 15 competições usando vários tipos de robôs, incluindo itens personalizados, prontos para uso e até mesmo alguns que são totalmente virtuais. Mas o futebol, especialmente com robôs humanóides, é o mais importante deles.
"O futebol é um alvo de pesquisa muito bom, porque todo mundo sabe sobre futebol", diz Itsuki Noda, atual presidente da RoboCup. “E também o futebol em si é um jogo muito complexo e inteligente, mesmo para os humanos.”
Os fundadores Minoru Asada, Yasuo Kuniyoshi e Hioaki Kitano delinearam o objetivo original do projeto: fazer com que a competição impulsione a construção de uma equipe de jogadores de futebol robô que possa vencer os campeões mundiais da Copa do Mundo até 2050. Em busca disso, o comitê executivo tem aumentado gradualmente as apostas, introduzindo novas competições a cada dois anos e mudando as regras e o design do jogo para levar os competidores a novos territórios.
"Um dos grandes valores do RoboCup é que ele integra muitos desafios diferentes de inteligência artificial em um único sistema", diz Peter Stone, professor de ciência da computação da Universidade do Texas que dirige as equipes da RoboCup. “Não é bom o suficiente ter um robô que possa andar rápido; é inútil se também não puder, com alta confiabilidade, ver onde está a bola e descobrir onde ela está no campo, além de coordenar com seus companheiros de equipe. ”
No ano passado, houve algumas mudanças significativas nas regras - o mais importante, uma mudança de laranja brilhante para uma bola de futebol de cores regulares - e as equipes responderam melhorando a visão computacional de suas entradas. A equipe do Texas terminou em segundo lugar na competição Standard Platform de 2016, diz Stone, em grande parte devido ao sucesso de seu sistema de detecção de bola. A competição da Plataforma Padrão exige que as equipes usem o mesmo hardware, portanto, o software é o que torna uma equipe vencedora de robôs neste evento.
Os robôs da UT Austin Villa na "Standard Platform League" (significando que todas as equipes usam o mesmo hardware) na Robocup 2017. (Cortesia da Universidade do Texas em Austin) Além da plataforma padrão, os competidores podem entrar em ligas humanóides com três tamanhos diferentes de robôs humanóides construídos propositadamente, variando de cerca de 16 polegadas de altura (ganhos por Rhoban de Bordeaux) até o tamanho total humano (ganho pela Universidade de Bonn). As ligas de robôs com rodas incluem tamanhos pequenos (7 polegadas de diâmetro, vencidos pela Seer Robotics, uma empresa chinesa com alunos de Peking e Zhejiang) ou médios (quadrados, cerca de 20 polegadas de lado, ganhos pela Universidade de Ciência e Tecnologia da Informação de Pequim). e tem menos restrições na forma.
Ao contrário de BattleBots e outras competições similares, todos os robôs no RoboCup são autônomos - as equipes os colocam em campo e abandonam o controle do software que eles programaram, que precisa executar não apenas os robôs individuais, mas coordená-los como uma equipe. Os bots precisam tomar decisões por conta própria e em equipe, explica Stone. Por exemplo, é importante para um robô saber onde ele está em relação ao campo, ao gol, à bola e aos outros robôs. Mas pode reunir essa informação de várias maneiras; deve equilibrar sua própria compreensão - eu dei quatro passos dessa maneira, então estou a quatro passos da linha - com informações visuais e o que seus colegas de equipe percebem do campo.
Uma das mudanças mais importantes em 2017 foi a adição de um desafio de equipe mista, diz Joydeep Biswas, um ex-membro da bem-sucedida equipe de robótica Carnegie Mellon, que trouxe uma nova equipe da Universidade de Massachussets-Amherst, onde está atualmente. um professor assistente de ciência da computação. No desafio de equipe mista, as equipes foram unidas sem aviso prévio de quem seriam seus companheiros de equipe.
Isso tem implicações diretas na robótica do mundo real. “À medida que avançamos, não podemos esperar que todos os robôs sejam criados pela mesma pessoa ou grupo”, diz Biswas. “A inteligência artificial e o software precisam ser inteligentes o suficiente para jogar com os membros da equipe que eles mesmos não programaram.” Neste fim de semana, Biswas apontou várias inovações técnicas que impulsionaram a competição nos anos anteriores, incluindo mudanças em como os robôs “chutam”. e a maneira como planejam.
Outra novidade em 2017 foi a liga, que conta com robôs domésticos que tentam completar tarefas como pegar garrafas e abrir cortinas. Mas estes ainda tinham uma sensação secundária para os bots de futebol.
Observando a competição de futebol humanóide, está claro que os robôs têm um caminho a percorrer. Eles geralmente parecem se mover em câmera lenta. Eles gingam desajeitadamente e facilmente se viram. Mas o progresso real está acontecendo. Hoje em dia, a equipe de futebol de tamanho médio vencedora joga uma partida de exibição contra os curadores humanos que comandam a competição. Enquanto os humanos costumam fazer o mesmo com os robôs, nos últimos tempos os robôs conseguem bloquear alguns tiros e obter alguns passes, embora estejam longe de montar crimes bem-sucedidos.
Mas não é farsa. Os roboticistas podem tirar lições reais e conhecimentos práticos deste jogo. Stone compara isso a um grande desafio, como a corrida espacial ou o Deep Blue, o computador que joga xadrez. Para atingir uma meta importante que tenha pouca relevância prática, ela requer muita tecnologia que será aplicável em muitos outros campos. Para jogar futebol, os robôs devem perceber seu ambiente, desenvolver um plano ou estratégia e, em seguida, executar uma ação, como correr, passar ou atirar.
O desafio da equipe mista, aponta Biswas, é um passo crucial para que robôs de um fabricante trabalhem com robôs de outro. E talvez o mais importante, o futebol é um jogo que requer criatividade em tempo real - algo que é fácil para as pessoas e muito difícil para os robôs. Quebrar esse problema tornará os robôs mais úteis em situações da vida real, em que os robôs precisam reagir a condições variáveis e cenários virtualmente infinitos. E fazer isso com robôs humanóides tem um benefício particular.
“Num futuro próximo, precisamos colaborar com robôs”, diz Noda. “Os humanos se entendem vendo o rosto, o comportamento, o movimento das mãos e assim por diante. Então, a forma é muito importante para a comunicação e interação ”.
Nota do editor: Este artigo originalmente afirmou erroneamente que o RoboCup está no seu 20º ano. A competição está de fato em seu 21º ano. Smithsonian.com lamenta o erro.
