FIRA Robot World Cup: Robokeeper und humanoide Stolperer
Die FIRA-Wettbewerbe offenbaren, dass die humanoiden Roboter zwar oft stolpern, aber die interessantesten Entwicklungen repräsentieren. Die FIRA-WM der Fußballroboter bietet aber auch Besuchern die Möglichkeit, gegen einen Robotertorwart anzutreten.
Es geht gemächlich zu beim FIRA Robot World Cup. Wettkampfatmosphäre ist kaum zu spüren. Ab und zu findet ein Spiel statt, aber die teilnehmenden Teams bleiben für die Zuschauer anonym. Um herauszufinden, wer wann gegen wen antritt, ist schon ein gewisses Recherchetalent erforderlich. Allerdings wird dieser mühsam ermittelte Spielplan dann nicht unbedingt eingehalten.
Die Zeitschrift Korea IT Times zitiert den FIRA-Präsidenten Kim Jong-hwan mit den Worten, der Robot World Cup könne Koreas Stärke im Roboterfußball weltweit demonstrieren. Dabei spekuliert er offenbar darauf, dass Medienvertreter, die wegen der FIFA-WM ohnehin in der Nähe sind, auch mal bei den Robotern vorbeischauen. Aber dieses Kalkül funktionierte schon bei der viel größeren Konkurrenzveranstaltung RoboCup nicht. Umso mehr gilt für die kleine, nicht sehr zuschauerfreundlich gestaltete FIRA-WM: Sie verschwindet eher im Schatten der großen Fußball-WM der Menschen, statt etwas von ihrem Glanz abzubekommen.
Die wenigen Zuschauer, die sich aus den benachbarten Hallen vom Dortmunder WM-Fanfest zu den Robotern verirren, laufen etwas ratlos zwischen den Spielfeldern umher, schauen ein paar Minuten zu, wenn sie das Glück haben, dass gerade ein Spiel läuft, und kehren dann wieder zurück zu Bier und Brezeln. Das meiste Interesse findet noch der RoboKeeper, eine vom Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik gemeinsam mit der Universität Dortmund entwickelte Installation, bei der die Besucher gegen einen Robotertorwart antreten können. Es handelt sich dabei um eine Kunststoffplatte, auf der ein lebensgroßer, menschlicher Torwart mit ausgestreckten Armen aufgedruckt ist. An den Füßen befindet sich eine Drehachse, die den Torwart wie einen Uhrzeiger schnell nach links oder rechts drehen kann. Eine Kamera erfasst den Ball, der Computer errechnet die geeignete Position, um den Ball abzufangen. Wenn die Schüsse nicht zu scharf kommen, funktioniert das ganz gut.
Der RoboKeeper hat allerdings nur einen Freiheitsgrad, eben die Drehachse. Bei den humanoiden Robotern müssen dagegen in der Regel 20 Freiheitsgrade und mehr kontrolliert werden. Entsprechend schwer tun sich die Teams, ihre Maschinen zum stabilen Laufen zu bekommen. Beim heutigen "Lift and Carry"-Wettbewerb verzichteten viele von vornherein auf eine Teilnahme, andere scheiterten gleich beim Start. Lediglich "Manus" von der National University of Singapore gelang es, das unebene Gelände zu überwinden, wenn auch in mehreren Anläufen.
Der Roboter gleiche die Unebenheiten mithilfe eines Beschleunigungssensors aus, erläutert dessen Chefkonstrukteur Li Yu Tan. In den Füßen selbst habe er keine Sensoren und hebe sie bei jedem Schritt um die gleiche Höhe. Am Vormittag hatte Li Yu Tan im Rahmen der parallel zum Turnier laufenden wissenschaftlichen Konferenz beschrieben, wie er dem Roboter eine schnelle, dynamische Gangart beigebracht hat. Er sei dabei intuitiv vorgegangen und habe etwa an seinem eigenen Körper die Winkelstellungen an Hüfte, Knien und Füßen beobachtet. "Mathematisch weiß ich nicht, warum es funktioniert", gab er freimütig zu. Der dynamische Gang führe zu Schwankungen des Oberkörpers. Wenn diese einen kritischen Wert erreichten, werde die Geschwindigkeit sofort reduziert. Für den Strafstoßwettbewerb, meinte Li Yu Tan, kombiniere er dynamisches und statisches Gehen. Ersteres diene dazu, schnell zum Ball zu kommen. Für die genaue Ausrichtung und den eigentlichen Kick sei dann aber mehr Stabilität erforderlich.
Jacky Baltes von der University of Manitoba vermutet, dass es in den nächsten Jahren zu einer Synthese zwischen diesen sehr kontrollierten Gangarten und den so genannten "Passive Dynamic Walkers" kommen wird. Letztere erreichen sehr schnelle und erstaunlich natürlich wirkende Bewegungen, indem sie auf die im Skelett wirkende, inhärente Dynamik vertrauen und nicht jedes einzelne Gelenk kontrollieren. Das geht gut, solange der Roboter geradeaus laufen soll. Für Richtungs- und Geschwindigkeitsänderungen ist dann aber doch wieder erforderlich, gezielt einzelne Gelenke anzusteuern.
Manche Forscher wie etwa Oskar von Stryk von der Technischen Universität Darmstadt halten die "Passive Dynamic Walkers" allerdings für eine Sackgasse. Aber solche Kontroversen, die sich in den kommenden Jahren durch die Praxis klären werden, zeigen nur, dass die humanoiden Roboter zu den interessantesten Akteuren zählen, bei der FIRA wie beim RoboCup – auch wenn sie derzeit noch häufig stolpern. (Hans-Arthur Marsiske) /
Zum FIRA Robot World Cup siehe:
- In Dortmund kicken Roboter um den Weltmeistertitel
- 11th FIRA Robot World Cup Germany 2006, Website zur diesjährigen FIRA-Weltmeisterschaft
- Photo-Gallerie zu den Robotern und Wettkämpfen der FIRA-Robotermeisterschaften
- Website der Federation of International Robot Soccer Association
Zu den Roboterfußball-Wettbewerben und der zugehörigen Forschung:
- Mehr als nur Fußball, RoboCup-WM wird erstmals in Deutschland ausgetragen, c't 13/06, S. 98
- KI auf dem Fußballfeld, Praktische Forschung bei der RoboCup-Weltmeisterschaft, c't 13/06, S. 102
Zur diesjährigen RoboCup-WM und den begleitenden Veranstaltungen:
- Deutschland ist schon Fußball-Weltmeister - aber nicht allein
- Grazile Schönheit, Beschreibung von "Lara" in Technology Review online
- Osaka ist Weltmeister!, Spielbericht zum Robocup-2006-Finale der Humanoid League, Kid-Size-Klasse, in Technology Review online
- Abschied von den Aibos?
- Durch Kampf zum Spiel
- Humanoide auf dem Weg zur Dynamik
- Simulation als Profiliga
- Mittel, klein, eco
- Der lange Marsch in die Wohnzimmer
- Impressionen aus den Vorrunden, Bilderstrecke in Technology Review online
- Rückblick und Vorgriff
- Serviceroboter auf dem Vormarsch
- Rescue-Roboter im Demo-Einsatz
- Künstliche Künstler
- Weltmeisterschaft der Fußballroboter startet in Bremen
- Sieg für Tribots aus Osnabrück
- Auf dem Weg zur Fußballweltmeisterschaft der Roboter
- Offizielle Website der RoboCup-WM 2006
- RoboCup-Site des ZDF mit Infos zu Spielübertragungen und Live-Streams
Zur RoboCup-WM 2005:
- Deutschland ist (mehrfacher) Weltmeister!
- Deutsche Teams in den Finalspielen
- Spannende Finalrunde
- Große Dynamik bei den Humanoiden
- Jetzt kicken und tanzen auch die Junior-Roboter
- Virtuelles Feuer
- Hoch spielen, flach gewinnen
Zur RoboCup-WM 2004:
- Deutschland ist (auch) Weltmeister
- Fünf Freunde müsst ihr sein
- Ein dynamisches Netzwerk mit 22 Knoten
- Wie bekommt der Roboterfußball neue Dynamik?
- Neue Dimensionen des Roboterfußballs
- Stürmer aus Stahl in Technology Review
Siehe zu dem Thema Robotik auch das c't-Roboterprojekt:
(Hans-Arthur Marsiske) / (jk)