RoboCup: Virtuell statt real – die Simulation hat auch ihre Reize
Weil während der Pandemie keine realen Turniere möglich waren, fand die RoboCup Humanoid League zuletzt virtuell statt. Für die Beteiligten hatte das Vorteile.
(Bild: Shutterstock/DRN Studio)
Mit einem wissenschaftlichen Workshop ist am vergangenen Wochenende die zweite „Virtual Season“ der RoboCup Humanoid League zu Ende gegangen. Da wegen der Covid-19-Pandemie keine Turniere mit realen Robotern möglich waren, waren die Wettkämpfe in die Simulation verlagert worden. Diese virtuellen Fußballspiele fanden zudem, anders als bei Begegnungen in der physischen Realität, nicht an einem Termin statt, sondern waren über mehrere Monate verteilt worden. Beim abschließenden Workshop haben die Teilnehmer nun eine erste Zwischenbilanz gezogen.
Gelegenheit zum Update
Während die simulierten Spiele aus Zuschauersicht weniger attraktiv erscheinen als die mit realen Robotern, war bei den teilnehmenden Teams keine Enttäuschung über den erzwungenen Wechsel in die Virtualität zu spüren. Von vielen wurde es als Gelegenheit gesehen, sich mit neuen Aspekten des Roboterfußballs zu beschäftigen oder größere Aufgaben in Angriff zu nehmen. So haben etwa die Hamburg Bit-Bots die Corona-Pause genutzt, um das Betriebssystem ihrer Roboter von ROS-1 auf ROS-2 umzustellen. Außerdem haben sie die Datenbank TORSO-21 erstellt, die Bilder von Situationen auf dem Fußballfeld enthält. Aufgenommen aus unterschiedlichen Perspektiven und mit Annotationen versehen können diese Bilder genutzt werden, um Roboter die Orientierung auf dem Spielfeld lernen zu lassen.
Das ist insofern von Bedeutung, als die Simulation neue Möglichkeiten für den Einsatz von Lernverfahren eröffnet. Während es kaum möglich ist, reale Roboter bestimmte Situationen mehrere hundert Mal oder noch öfter durchspielen zu lassen, um dabei Strategien zu optimieren, ist es in der Simulation ohne weiteres machbar. Die Simulationsligen beim RoboCup hatten ihren Schwerpunkt von Anfang auf das Zusammenspiel im Team und Strategie gelegt.
Allerdings ist die Übertragung der dabei gesammelten Erfahrungen auf reale Roboter nicht einfach, wie Marco Simões (Universidad do Estado da Bahia) erläutert, der mit dem Team BahiaRT in der 3D-Soccer-Simulation teilnimmt. Der Schritt von der 2D- zur 3D-Simulation sei einer in Richtung von mehr physischer Realität gewesen, sagte er beim Workshop. Anders als bei den zweidimensionalen Spielen seien die Fähigkeiten der einzelnen Spieler beim Laufen und Kicken nicht mehr abstrahiert, sondern ergeben sich aus den von den Agenten gesendeten Winkelgeschwindigkeiten ihrer Gelenke. Die Bildwahrnehmung dagegen wird weiterhin abstrahiert: Statt realer Kameradaten erhalten die Spieler lediglich die relativen Vektoren von Objekten auf dem Spielfeld.
FIFA-Regeln als Herausforderung
Für die virtuellen Spiele in der Humanoid League reicht das nicht aus, hier werden tatsächlich Kamerabilder simuliert. Allerdings hängt die Bildauflösung ab von der Zahl der Roboter, die ein Team aufs Feld stellt, um die erforderliche Rechenzeit zu begrenzen, wie Maike Paetzel-Prüsmann (Uni Potsdam) im Interview mit heise online erläutert.
Paetzel-Prüsmann gehört zum Technical Committee der Humanoid League und hat den Simulator mit entwickelt. Die größte Herausforderung sei dabei der automatische Schiedsrichter gewesen, sagt sie. Der soll nach FIFA-Regeln entscheiden, die aber nicht immer eindeutig seien. So könne etwa ein Regelverstoß vorliegen, wenn der Ball sich „signifikant bewegt“ habe. Wie aber programmiert man einen Schiedsrichter, der das einschätzen kann?
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