Eindhovens robotvoetbalteam wint zilver op WK RoboCup 2009

Het team van de Technische Universiteit Eindhoven heeft met zijn robots de tweede plaats behaald op de WK Robocup 2009, het wereldkampioenschap voetballen voor robots. De Nederlandse robotvoetballers verloren de finale van een Duits team.

De vijf robots van het team van de TU Eindhoven streden in de Middle Size League tegen dertien andere teams in de strijd om de WK RoboCup 2009. Tech United, zoals het Nederlandse team heet, wist afgelopen zondag de finale tegen rivaal RFC Stuttgart niet te winnen: de Duitsers wonnen de wedstrijd met 1-4, waarmee ze hun titel prolongeerden. Het Nederlandse team werd vorig jaar ook al tweede. De Eindhovenaren verloren tijdens de gehele competitie slechts twee maal, beide keren van het team uit Stuttgart.

De robotwedstrijd heeft als doel om onderzoek naar robotica en kunstmatige intelligentie te stimuleren: de wens is dat robotspelers over enkele decennia kunnen wedijveren met menselijke voetballers. De wedstrijden werden gespeeld op een voetbalveld van twaalf bij achttien meter en met vijf robots van elk team. Elke wedstrijd duurde twee keer 15 minuten, waarin de robots geheel autonoom moesten proberen te scoren.

De robots van Tech United zijn ongeveer 80cm hoog en worden door drie omnidirectionele wielen gedragen. Ze zijn uitgerust met camera's die een blikveld van 360 graden verschaffen, en een elektronisch kompas moet de robots richtingsgevoel geven. Het brein van de Eindhovense Turtle bestaat uit Beckhoff EtherCAT-apparatuur, verbonden met een mini-pc. Het besturingssysteem van de pc's is RTAI-linux en draait onder meer Matlab, Simulink en RTW. De spelers van Tech United onderscheiden zich vooral door hun 'balgevoel': het mechanisme om de bal vast te houden, te controleren en te schieten. Dankzij twee hefbomen met wielen die feedback geven, kan de bal zeer precies worden gecontroleerd en kunnen de robots zelfs achteruit dribbelen. Van Duitsers winnen blijft echter een lastige opgave.

Wat vind je van dit artikel?

Geef je mening in het Geachte Redactie-forum.

Reacties (32)

de wens is dat robotspelers over enkele decennia kunnen wedijveren met menselijke voetballers.

Mogen ze nog wel even doorwerken. Zoals het er nu uitziet is het enige wat die robots doen vanuit iedere mogelijke hoek op doel schieten. De eerste die een soort van samenspel in de robots weet te programmeren zal er met de winst vandoor gaan!


Vraag ik me nog 1 ding af, aangezien de robots van de 2 teams wel heel veel op elkaar lijken. Is dit een bepaalde form-factor waar minieme wijzigingen in aangebracht mogen worden (uit het artikel blijkt dat de Nederlanders een onderscheidend 'balgevoel'-mechanisme bezitten), of is dit ontwerp gewoon een beproefd en succesvol concept gebleken? Ga eigenlijk uit van het eerste, omdat dan de software de onderscheidende factor is en uiteindelijk is dat toch het gebied waarop het meeste te behalen valt binnen de robotica.

Mogen ze nog wel even doorwerken. Zoals het er nu uitziet is het enige wat die robots doen vanuit iedere mogelijke hoek op doel schieten. De eerste die een soort van samenspel in de robots weet te programmeren zal er met de winst vandoor gaan!

Het is nog veel werk, maar het gaat wel keihard.

5 jaar geleden had men nog de grootste moeite met de bal uberhaupt herkennen, en zoals je ziet is dat een mooi fel oranje ding. In laboratorium omstandigheden kan er al veel, maar in de (toch redelijk gecontroleerde) omgeving van een Robotcup stadium bleek toch al heel vaak fout te gaan. Je wil niet weten hoe vaak een robot heeft geprobeerd het publiek in te rijden om dat er iemand met een rood t-shirt rond liep.
Een van mijn robots is ooit achter een brandslang aan gegaan, want die was rood en rond.

Vergeet ook niet dat de robots niet stil staan, maar dat het wankele karretjes zijn die alle kanten op schommelen en het over het algemeen met redelijk eenvoudige camera's moeten doen (dus zonder "steady shot" technologie ofzo, studenten hebben niet zo veel geld, die proberen het liever zelf te bouwen).


Toen het eindelijk lukte om de bal een beetje betrouwbaar te herkennen kwam het volgende probleem, namelijk proberen na te denken over waar de bal, de andere spelers en de goal zijn als je ze niet direct kan zien. Het blikveld van die robots is niet zo groot, en er worden nog veel fouten gemaakt bij het herkennen van objecten. Het is daarom zaak dat je voordurend bijhoudt waar alles is, en dat kan nog best ingewikkeld zijn. Als je alleen maar speelt als je alles kan zien, dan sta je de helft van de tijd stil.

Dat kunstje hebben we nu ook een beetje door, en er kan nu een beetje worden nagedacht worden over gericht schieten (wat je in deze video duidelijk ziet), en samenwerken. Dusver had dat eigenlijk nog geen zin omdat de boel zo ontzettend onbetrouwbaar was. De beste techniek was gewoon zo snel mogelijk naar de bal toe rennen en hem proberen ongeveer de goede kant op de duwen. Als je dat maar sneller deed dan je tegenstander dan ging met wat geluk de bal af en toe wel eens in de goal.

Deze robots hadden toch een blikveld van 360 graden? Tenminste, dat staat ook in de tekst van het artikel. Als ik me goed herinner kijkt de camera recht omhoog in een halfronde spiegel. Je moet het maar bedenken!

Wat betreft die goedkope camera's, een tijdje geleden was ik bij een demonstratie van voetballende Aibo-hondjes. De ontwerpers lieten toen een "screenshot" zien van wat die camera's voor beelden produceren. Bij die belabberde kwaliteit is het zelfs als mens soms lastig om de bal te herkennen. (Ik neem trouwens aan dat de camera's van TechUnited wel wat beter zijn dan die in de Aibo zitten.)

Sorry, je hebt gelijk, dit type kijkt inderdaad 360 graden om zich heen. Maar het blijft lastig, want je heb geen rustig stilstaand plaatje, en moet het ook nog in een fractie van een seconde verwerken. Hoe groter het gebied waar je camera naar kijkt, hoe meer werk je te doen hebt.

Bij de AIBO's was het inderdaad echt heel erg, die hoofdjes draaien bij iedere stap een halve slag in het rond. Een karretje dat kan rijden is een stuk stabieler dan iets dat voetstappen maakt. Ons menselijk hoofd hobbelt ook aardig op en neer tijdens het lopen, maar onze hersenen corrigeren daar voor zodat je het niet merkt.

Ga er maar van uit dat die dingen echt niet met een studenten budget zijn gebouwd. 1 karretje zal snel duizenden, zo niet tienduizenden euro's kosten. Zelfs wanneer niet eens de tijd van de studenten wordt meegenomen... Zolang als de universiteit en een paar goede sponsoren er maar achter staan, is het geld echter bijna nooit een probleem.

Ik bedoelde ook niet letterlijk dat studenten dit uit eigen zak hebben betaald. Deze robots zullen inderdaad al snel 10.000 euro per stuk kosten, maar dat blijft peanuts in vergelijking met het budget dat een beetje bedrijf zou kunnen investeren.

Er zijn heel veel verschillende categorieen in het robotvoetbal.
Het model dat je hier ziet is relatief stevig en makkelijk om mee te werken. Er is bijvoorbeeld ook een categorie met mensachtige robots, die dus op 2 benen rondlopen. Daar is overeind blijven en snel weer op kunnen staan een erg belangrijk eigenschap van een goede robot.

nederland veel aan balbezit maar ze kunnen niet af maken.

ben nog niet bij het einde ven het filmpje maar de duitsers zullen wel weer in de laatste minuut winnen

Zou het... 4-1 overwinning voor de Duitsers? Dat zal niet in de laatste minuut beslist zijn? Wel heel ironish, een WK verliezen van de Duitsers.

Ik heb volgens mij van deze gasten 3 of 4 jaar geleden al eens een demonstratie gezien, maar ze zijn als ik de tekst moet geloven inmiddels al een heel stuk verder aangezien ze het over 'balgevoel' hebben. De demonstratie die ik heb gezien was een stelletje statische robots die alleen reageerden als de bal binnen een bepaald bereik was, daarna gingen ze weer in ruststand. Ook het overspelen was meer op de gok, de bal kreeg geen echte richting mee. Maar desondanks was het autonoom bewegen van de apparaten wel indrukwekkend, zelfs met de toen beperkte bewegingen. Je voorstellen dat zo'n apparaat voor zichzeld 'denkt' is toch iets om je hoofd over te breken.

Anti-Dender schakeling vergeten

Strategie en passenspel ontbreekt hen nog blijkbaar.

Hoewel je toch eigenlijk zou denken dat een formatie behouden voor robots toch wel simpeler zouden moeten zijn voor robots tov mensen.

Daarvoor ligt het tempo veel te hoog. Met de (relatief) goedkope hardware die in de Robocup gebruikt wordt heb je gewoon niet genoeg informatie om bij te houden waar iedereen is. De robots hebben meestal maar een vaag idee van waar ze zelf zijn.
Gewoon hard achter de bal aan rennen is dusver de meest betrouwbare tactiek.

[Reactie gewijzigd door CAPSLOCK2000 op 7 juli 2009 20:29]

Het is eerder de (voorgeschreven) beperkte bandbreedte van de communicatie die een probleem vormt dan de capaciteiten van de hardware. Het is met die beperkingen nog niet gelukt om spelstrategieen van alle spelers naar alle spelers to communiceren.

Daarnaast is het in formatie rijden van een aantal robots nog best lastig als er op willekeurige momenten tegen een van de robots aan gereden kan worden. En je wil ook niet 1 leider hebben, want dan staat meteen iedereen stil als die gestopt wordt. Het klinkt heel simpel, maar naar het oplossen van de bijkomende problemen wordt nu nog druk universitair onderzoek gedaan.

Volgens mij is een onderdeel van voetbal juist dat je niet constant de zelfde formatie aanhoudt, maar je aanpast aan het spel.

wat ik persoonlijk jammer vind is dat de robots onderling af en toe tegen elkaar aan rijden.. dit lijkt mij aardig makkelijk op te lossen. maar ze zullen er wel een reden voor hebben denk ik.
maar erg leuk om te zien en ook dat het NL team zo ver komt voor de 2de keer:)

Een speler loopt af en toe toch ook tegen een andere speler op? Ik zie het probleem niet zo. Onderlinge duels zullen we het maar noemen. De 'schouder 'duw.

Je zou kunnen omdraaien als je te dicht bij een tegenstander komt. Maar dan wordt de tegenstander gauw omgeprogrammeerd om maar recht op jouw in te beuken, jij schuift toch wel.
Wat dat betreft is het net gewoon voetbal. Fysiek contact mag eigenlijk niet, maar is wel een onvermijdeljk onderdeel van het spel.

Toch nog een mooi resultaat zilver.

Het filmpje ziet er echt tof uit. Alleen jammer dat die ballen best vaak de lucht in stuiterde en de keepers nog niet konden springe(ook al was dit niet nodig)

[Reactie gewijzigd door Y0ungDon op 7 juli 2009 15:33]

Als je goed kijkt zie je dat de keepers een 'hekwerk' met zich meedragen waardoor een onhoudbaar lobje over de keeper onmogelijk is.

Erg tof om te zien, jammer inderdaad dat NL niet om de verdediging van Duitsland heen komt (in het filmpje). Voor mijn gevoel gaan die Duitser wel een tikkie harder ook..

Ook grappig om te zien:
http://www.youtube.com/watch?v=eyorb9MHYr0
De superbowl voor robots.

Een plezante manier om naar AI en robotica onderzoek te doen lijkt me. Nu stellen ze een doel voor ogen en kunnen ze hun vooruitgang staven aan andere 'teams' die met dezelfde materie bezig zijn.

Ook interessant ivm de theorie van 'evolutie' voor robots:
http://www.wired.com/science/discoveries/news/2002/09/54900
Wel een oud kort artikel, maar toch interessant om te lezen.

[Reactie gewijzigd door nadorst op 7 juli 2009 16:16]

Het filmpje bij de tekst is volgens mij niet van de finale maar van de dag ervoor toen beide teams ook tegen elkaar speelden.
Hier is een filmpje over de laatste dag inclusief beelden van de finale: http://www.youtube.com/watch?v=VaXtnqjk4Bc

hup holland hup

ik vind het geweldig leuk, en zilver vind ik op zo'n evenement echt niet slecht gepresteerd!
zo zie je maar dat de technologie echt niet stil staat, en dat de lage landen volledig met hun tijd mee zijn!

beste noorderburen: gefeliciteerd!

Zowiezo zijn de robot's van de TU/e er gewon stukken mooier uit. die van die duitsers zijn eigenlijk maar saai. Het mooie is nog wel dat ze achteruit kunnen gaan met de bal en dan nog kunnen schieten.