No RoboCup līdz FIFA: Kā humanoidie roboti gatavojas pārspēt pasaules čempionus futbola laukumā
Iedomājieties futbola laukumu 2050. gadā. Zālā spēlē divas komandas. Viena ir pašreizējie FIFA Pasaules kausa ieguvēji – ātri, taktiski izsmalcināti, emocionāli cilvēki. Otrā? Pilnīgi autonomi humanoidie roboti, kuru kustības ir precīzas, aprēķini momentāli, un kuri nezaudē koncentrāciju. Šis nav zinātniskās fantastikas sižets, bet gan reāls, ambiciozs RoboCup izaicinājuma mērķis. Mēs par to runājam ar RoboCup trustee un pētnieci Alessandru Rossi, lai uzzinātu, kā tiek veidota nākotne, kur roboti spēlēs futbolu.
Kas ir RoboCup un kāpēc tieši futbols?
RoboCup nav tikai robotu izstāde vai tehnoloģiju konkurss. Tā ir starptautiska pētniecības un izglītības iniciatīva, kuras kodolmērķis ir virzīt uz priekšu robotiku un mākslīgo intelektu, izmantojot tieši futbola spēles izaicinājumus. Kāpēc futbols? Jo tas ir neticami sarežģīts, dinamisks un kolektīvs. Lai robots spēlētu futbolu, tam jāprot orientēties telpā, atpazīt objektus un cilvēkus, pieņemt ātrus lēmumu mainīgos apstākļos, komunicēt ar komandas biedriem, kā arī lietot sarežģītas fiziskas prasmes – skriet, griezties, sist, pārsist. Futbols kā platforma apvieno visus mūsdienu robotikas izaicinājumus vienā.
“Futbols ir ideāls poligons mūsu tehnoloģijām,” skaidro Alessandra Rossi. “Tas piespiež mūs strādāt pie visiem aspektiem vienlaikus: no sensoriem un uztveres līdz mehānikai, lēmumu pieņemšanai un sadarbībai. Uzvarēt spēli nozīmē uzvarēt daudzās tehnoloģiju frontēs.”
Ceļš uz 2050. gadu: No vienkāršiem mehānismiem līdz pilnīgai autonomijai
RoboCup sacensības notiek dažādās līgās, kas atspoguļo tehnoloģijas attīstības pakāpi. Ir, piemēram, simulāciju līgas, kur viss notiek virtuālā vidē, kā arī līgas ar maziem, vidējiem un lieliem robotiem. Taču vislielākā uzmanība un emocionālākā daļa ir Humanoid League – humanoido robotu līga.
Šeit robotiem ir jābūt ar divām kājām, rokām un cilvēkam līdzīgu ķermeņa uzbūvi. Sākotnēji šie roboti spēlēja ļoti lēni, bieži krita un vienkāršas darbības, piemēram, pieskarties bumbai, bija izaicinājums. Katru gadu mēs redzam uzlabojumus: roboti kļūst stabilāki, ātrāki, spēj veikt sarežģītākus manevrus. Tie jau spēj atpazīt bumbu, vārtus un komandas biedrus, pieņemt taktiskus lēmumus par piespēli vai sitienu.
“Katrs gads ir solis tuvāk mērķim,” saka Rossi. “Mēs ne tikai uzvaram citus robotus. Mēs uzvaram savus ierobežojumus. Katrs kritiens, katra kļūda ir vērtīgs dati, kas ļauj mums pārveidot algoritmus un uzlabot aparatūru.”
Tehnoloģijas, kas dzimst futbolā, bet maina pasauli
Svarīgākais jautājums, ko daudzi uzdod: kāpēc vispār tērēt resursus, lai roboti spēlētu futbolu? Atbilde ir vienkārša: tehnoloģijas, kas attīstītas, lai robots spētu piespēlēt bumbu, ir tieši tās pašas tehnoloģijas, kas varēs palīdzēt cilvēkiem reālajā pasaulē.
Reālās dzīves pielietojumi ārpus laukuma
* **Katastrofu pārvaldība:** Robots, kas spēj pārvietoties pa nelīdzenu, sabrukušu virsmu, atpazīt cilvēkus zem gruvešiem un ar rokām noņemt šķēršļus, ir tiešs pārnesums no futbola laukuma uz reālu krīzes situāciju.
* **Personālā palīdzība:** Humanoida robotika, kas spēj droši sadarboties ar cilvēkiem, nest priekšmetus un orientēties mājas vidē, varētu palīdzēt gados vecākiem cilvēkiem vai cilvēkiem ar īpašām vajadzībām.
* **Augstākā līmeņa sensorika un AI:** Sistēmas, kas reāllaikā analizē vides datus, paredz ienaidnieka (vai komandas biedra) kustības un pieņem optimālus lēmumus, ir nenovērtējamas rūpniecībā, medicīnā un loģistikā.
“RoboCup ir mūsu laboratorija,” uzsver Rossi. “Problēmas, ko mēs risinām šeit, ir universālas. Droša un efektīva sadarbība starp autonomām sistēmām un cilvēkiem ir nākotnes atslēga. Un mēs to trenējamies futbolā.”
Izaicinājumi, kas vēl jāpārvar
Ceļš uz 2050. gadu nav gluds. Rossi un viņas kolēģi visā pasaulē zina par galvenajiem šķēršļiem.
* **Fiziskās robežas:** Lai robots varētu konkurēt ar elitāru sportistu, tam ir nepieciešams neticami spēcīgs, viegls, izturīgs un enerģētiski efektīvs ķermenis. Mūsdienu akumulatori un aktuatori vēl nav šajā līmenī.
* **Gudrība laukuma vidū:** Pašreizējie roboti spēlē pēc iepriekš ieprogrammētiem scenārijiem un ierobežotiem noteikumiem. Bet futbolā augstākajā līmenī viss balstās uz improvizāciju, radošumu un intuīciju. Izveidot mākslīgo intelektu, kas spēj uzminēt pretinieka nākamo gājienu vai izdomāt neparedzētu taktisku kombināciju, ir milzīgs izaicinājums.
* **Īsta komandas darbība:** Nevis 11 individuālu spēlētāju, bet gan vienota organizma darbība. Tas prasa nepārtrauktu, ātru komunikāciju un kopīgu situācijas izpratni starp robotiem – tehnoloģiju, kas pārsniedz pat mūsdienu cilvēku komandu spējas.
Kāda ir nākotnes vizija?
Alessandra Rossi ir optimistiska. Viņa redz RoboCup ne tikai kā tehnoloģisko sacensību, bet kā platformu, kas vieno akadēmiskos pētniekus, inženierus un studentus no visas pasaules kopīgā sapņa dēļ. Katrs gads nes jaunus sasniegumus, kas tiek dalīti ar atvērtā koda komunu, veicinot visas nozares attīstību.
“2050. gada spēle nebūs tikai par uzvaru vai zaudējumu,” viņa domā. “Tā būs cilvēcības sasniegumu demonstrācija. Parādīsim, kā mākslīgais intelekts un robotika var darboties harmonijā ar cilvēka fiziskajām prasmēm, lai radītu kaut ko brīnišķīgu un aizraujošu. Un, iespējams, ka šī spēle iedvesmos nākamo paaudzi inženieru un zinātnieku vairāk nekā jebkura cita līdzšinēja sacensība.”
Tā kā humanoidie roboti turpina attīstīties, viens ir skaidrs: katrs viņu solis pa futbola laukumu ir solis uz priekšu visai mūsu tehnoloģiju attīstībai. Un, iespējams, ka drīz mēs skatīsimies Pasaules kausa finālu, kurā vienā komandā būs ne tikai cilvēki, bet arī viņu pašu radītie, gudrie un veiklie palīgi.