Péter
8 °C
14 °C

Négy kézzel pörget a csocsózó robot

2003.08.12. 12:01
Kapcsolódó cikkek (1)
KiRo teljesen autonóm, asztali focit játszó robot. A pályát kamera segítségével látja, a karokat az aktuális helyzetnek megfelelően mozgatja. Még nem nyerne csocsó-világbajnokságot, ám outsiderek sem verik meg.

A freiburgi Albert-Ludwigs Egyetem Számítástudományi Intézetében, Thilo Weigel és Bernhard Nebel által fejlesztett KiRót már sokszor tesztelték emberekkel szemben. Száztizenkét meccsből hetvenhatot nyert meg, a többit elvesztette. Eddigi ellenfeleit négy kategóriába osztják: kezdők, amatőrök, haladók, profik. Valamennyien jól érezték magukat KiRo társaságában.

A lejátszott mérkőzések és győzelmek kategóriánkénti eloszlása: 17-0, 56-11, 3-11, 0-4. Mindez azt jelenti, hogy az amatőröknél jobb, a haladóknál viszont gyengébb, kezdőknek pedig ugyanúgy nincs esélyük ellene, mint ahogy neki sincs a profikkal szemben.

Bajnokképző

Az elnevezés a német Kicker-Roboter ("asztali focit játszó robot") első szótagjainak összevonása. KiRo a RoboCup torna körül kialakult fejlesztői közösségek egyik legmerészebb - ma még álmodozásnak tűnő - elképzeléséhez, a 2050-es futball-világbajnok robotcsapat általi legyőzéséhez kapcsolódik. A feladatot leegyszerűsítendő, a korábban a CS Freiburg tizenegyet kidolgozó Weigel és Nebel primitívebb, viszont kevert - ember/gép - modellt, a kevesebb adottságot igénylő, nem túl bonyolult környezetben játszható, rendkívül népszerű csocsót tekintették a legideálisabb kiindulási pontnak. 2050 Ronaldóit, Zidane-jait valószínűleg még nem verik meg a gépek, az akkori asztalifoci-bajnokokat azonban legyőzheti KiRo kései utódja.

Szervós kezek

A csocsóasztal
Tervezésekor a természetes környezeten csak annyit változtattak, amennyi nélkülözhetetlennek tűnt. Vásároltak egy közönséges csocsót, aminek a karjait ellenőrző/működtető egységekkel kötötték össze, egységenként két-két Faulhaber szervomotorral. Pozíciókódolók és egy, az egész pályát átlátó Phytec VCAM-110 kamera (PAL, YUV formátum) a szenzorok. A kamerához és a kontrollegységekhez közönséges, a mérkőzés alatti információfeldolgozásért felelős számítógép (Stallion Easy I/O multiport soros adapterrel ellátott 700 MHz, AMD Athlon processzor, 256 MB Ram) kapcsolódik. A kamera húsz milliszekundumonként küld egy képet az összes pixelt a pálya egy-egy valós pontjává alakító PC-nek.

Világmodellre hagyatkozik

A kontroll-szoftver a kamera adatai alapján becsüli fel a sárga labda és a játékosok helyzetét. Ha egy focista a labda elérhető közelségében található, akkor ő birtokolja azt (ball owner). A becslések "világmodellbe" integrálódnak. A birtoklójára vonatkozó adatok, mozgás-irányainak, illetve sebességének a kiszámítása mellett, a világmodell olyan információkat szintén generál, melyek akkor válnak rendkívül hasznossá, amikor nem látható a labda. Ezekben az esetekben csak így lokalizálható a pozíciója. A kódolók feladata, hogy az egy-egy játékos és a talaj között megakadt "pettyest" felderítsék.

A vezérlőegység
A világmodellre alapozva, a cselekvés-szelektáló modulok döntik el, hogy egy adott szituációban mely viselkedés vezet célra. A kiválasztott lépést a cselekvés-kontrolláló modul figyeli, s elküldi a motornak a megfelelő utasításokat. A következő lépés-menü áll a rendelkezésükre: DefaultAction (standard pozíció), KickBall (a labda előrerúgása), BlockBall (a labda útjának akadályozása), BlocAtPos (megakadályozni, hogy a labda egy speciális helyre kerüljön), ClearBall (hagyni a labdát, egy játékost a várható érkezési területre helyezni), ClearAtPos (hagyni a labdát, egy játékost meghatározott helyzetbe állítani).

Mivel a csocsó felettébb gyors játék, a tervezők a cselekvés-kiválasztás és a látás folyamatának szinkronizálásával igyekeztek a környezetbeli változások és az ezekre történő reakciók közötti késést minimalizálni. Mihelyst hozzáférhető egy új kép, a gép agya kiválasztja és végrehajtja a kellő lépést.

Nem foglalkozik az ellenféllel

Weigel és Nebel azonban nemcsak a reakcióval törődtek, mivel a profikat tanulmányozva megállapították, hogy a győztes stratégiák gyakori eleme pontosan az, hogy nem kell reagálni az ellenfél mozgására. Helyette inkább egy alaposan kidolgozott, állandóan változó pozíciós sémát célszerű követni.

A csocsóasztal felülnézetből
A közeljövőben a hardveren akarnak csiszolni, és a látórendszert fehér labda észlelésére is alkalmassá óhajtják alakítani. Új adottságokkal felvértezett, különböző játékstílusokat biztosító, az ellenfélhez adaptálódó cselekvés-szelektáló mechanizmuson, tanulási technikákon szintén gondolkoznak.

KiRo több mint egy játék: az alkotók későbbi robotikai és MI-kutatások (szenzor-interpretáció, kontroll, autonóm rendszerek, tervezés, gépi tanulás) kiindulási alapjának tekintik.