Anstoß zum 50-Jahre-Wettkampf

Das Fußballduell Mensch-Roboter rückt näher: German Open startet und zur Weltmeisterschaft gibt es eine humanoide Liga

Wie werden zukünftige Mars-Roboter ihre freie Zeit verbringen? Was tun sie, wenn alle Bau- und Wartungsaufgaben erledigt, alle Routinen und Subroutinen abgearbeitet sind? Wahrscheinlich spielen sie Fußball.

Otto, Jupp , Franz and Berti vom CS Freiburg. Foto: Institut für Informatik der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Denn wie für Menschen, so ist auch für Roboter das Fußballspiel eine Schule des Lebens. Im sportlichen Kampf um den Ball trainieren sie ihre kooperativen Fähigkeiten im Team, testen Sensoren, Motoren und Software und machen sich fit für die Anforderungen des Alltags.

Seit 1997 werden im Rahmen des RoboCup regelmäßig Fußballturniere für Roboter ausgetragen, um die Entwicklung von Technologien der Robotik und Künstlichen Intelligenz voranzutreiben. Das Fußballspiel gilt als einheitliche Testumgebung, in der sich verschiedene Konzepte im Wettbewerb gegeneinander bewähren müssen. Das Fernziel des RoboCup ist es, bis zum Jahr 2050 humanoide Roboter zu entwickeln, die den menschlichen Fußballweltmeister schlagen können. RoboCup-Präsident Hiroaki Kitano hat das ehrgeizige Vorhaben mit dem Apollo-Programm verglichen. Ebenso wie die Landung eines Menschen auf dem Mond habe auch der Gewinn der Fußball-WM durch Roboter selbst keinen praktischen Nutzwert. Das Ziel rechtfertige sich vielmehr durch die zahlreichen Innovationen und neuen Anwendungen, die auf dem Weg dorthin realisiert werden.

Die diesjährige RoboCup-Saison wurde vor wenigen Wochen mit den "Japan Spring Competitions" eröffnet. An diesem Wochenende folgen im Heinz-Nixdorf-Museumsforum in Paderborn die German Open. Zu diesen offenen deutschen Meisterschaften im Roboterfußball haben sich neben deutschen Teams auch Teilnehmer aus dem Iran, Russland, Frankreich, Portugal, Italien und den Niederlanden angemeldet. Für alle Teams sind diese regionalen Turniere wichtige Gelegenheiten, ihre Roboter unter realen Wettkampfbedingungen zu testen. Im Labor ist das in der Regel nicht möglich, da zumeist nur eine einzige, komplette Robotermannschaft vorhanden ist.

Einzig die Teilnehmer der Simulationsliga haben unter diesen Beschränkungen nicht zu leiden. Hier geht es um Software-Agenten, die auf einem simulierten Fußballfeld um den Ball kämpfen. Die Software früherer Champions lässt sich aus dem Internet herunterladen, um Testspiele gegen sie zu absolvieren. Diese Spiele - mit elf Spielern pro Team, visualisiert durch farbige Buttons - sind sehr schnell und zeigen häufig schon einen bemerkenswerten Grad an Kooperation.

Wie bringt man Computerprogrammen das Fußballspielen bei? Ähnlich wie Menschen: Man kann ihnen Tipps von erfahrenen Trainern geben oder sie einfach spielen und dabei alles Nötige selber lernen lassen. Teams wie der mehrfache Vize-Weltmeister "Karlsruhe Brainstormers" haben bislang vornehmlich auf solche Lernalgorithmen gesetzt, bei denen Verhaltensweisen, die zum Erfolg geführt haben, verstärkt werden. Andere Teams wie etwa "FC Portugal" versuchen dagegen eher, Fußballwissen direkt in die Programme zu implementieren. Wie bei menschlichem Fußball dürfte eine ausgewogene Kombination aus beidem am erfolgversprechendsten sein.

Die meisten ausländischen Teams bei den "RoboCup German Open" haben sich aus dem Iran angemeldet. Das ist kein Wunder: Der Gewinn der Weltmeisterschaft in der Middle-Size-League durch das "Team Sharif" im Jahr 1999 hat im Iran für einen regelrechten RoboCup-Boom gesorgt. Dies umso mehr, als die Middle-Size-League immer noch als die Königsliga gilt: Während Roboter des Small-Size-League auf die Bilder einer über dem Spielfeld hängenden Kamera zugreifen dürfen und in der Legged-Robot-League eine einheitliche Plattform (der Roboterhund Aibo von Sony) verwendet werden muss, agieren die Spieler der Middle-Size-League vollständig autonom mit eigenen Sensoren und werden innerhalb vorgegebener Maße frei gestaltet.

Fußballroboter des französischen Teams Robosix

Eine wichtige Neuerung in dieser Liga ist der Wegfall der Spielfeldbande. Billard-ähnliche Taktiken, wie sie der mehrfache Weltmeister "CS Freiburg" beherrschte, sind jetzt nicht mehr möglich. Wenn der Ball über die Spielfeldbegrenzung rollt, muss das Spiel neu gestartet werden. Das stellt enorme Anforderungen an das Orientierungsvermögen und die Ballkontrolle der Roboter und dürfte vermutlich für eine Verlangsamung der Spiele gegenüber früheren Turnieren sorgen.

Aber es hilft ja nichts: Wenn die Roboter es eines Tages mit Menschen aufnehmen wollen, müssen sie sich allmählich an deren Spielbedingungen anpassen. Immerhin verwenden sie jetzt schon den offiziellen FIFA-Ball, Größe 5, für Spiele auf verschneiten Plätzen. Letzteres ist wichtig, weil die Roboter den Ball an der Farbe Orange erkennen.

Auf dem grünen Rasen dürfte die Konfrontation zwischen Mensch und Maschine noch etliche Jahre, wenn nicht Jahrzehnte in der Zukunft liegen. In kleineren Dimensionen kann sie jedoch heute schon gewagt werden: Das Weltmeisterteam von der Universität Freiburg hat einen Kickerroboter konstruiert, der eine Seite eines Tischfußballspiels steuert - und menschliche Gegner ganz schön ins Schwitzen bringt. Während der RoboCup German Open soll der Kickerroboter im Foyer des Heinz-Nixdorf Museumsforums ausgestellt werden und für Probespiele zur Verfügung stehen.

Zwei Feldspieler des Stuttgarter Teams kämpfen um den Ball

Der eigentliche Höhepunkt der diesjährigen RoboCup-Turniere ist jedoch die Einführung einer humanoiden Liga bei den Weltmeisterschaften vom 19. Bis 25. Juni in Fukuoka, Japan, und Busan, Südkorea. In den vergangenen Jahren hatte es schon verschiedentlich Demonstrationen humanoider Roboter gegeben, die ein paar Schritte gelaufen sind oder einen Ball gekickt haben. Jetzt werden sie erstmals in einen Wettbewerb treten. RoboCup-Präsident Kitano hatte dies bereits 1999 als ersten, wichtigen Meilenstein auf dem Weg zum Fernziel im Jahr 2050 angekündigt.

Die Aufgaben sind noch vergleichsweise simpel: Vorgesehen sind Solo-Aufgaben, bei denen die Roboter zeigen müssen, wie gut sie laufen und den Ball kicken können. Als direkte Wettkämpfe soll es Strafstöße geben sowie Spiele mit ein, zwei oder drei Spielern pro Team - sofern es überhaupt Teams gibt, die über so viele Roboter verfügen.

Die Spiele werden zunächst wahrscheinlich noch weniger Unterhaltungswert haben als die der Sony Legged Robot League, von der Action und Dramatik eines menschlichen Fußballspiels ganz zu schweigen. Symbolisch haben sie dagegen große Bedeutung, zeigen sie doch die Entschlossenheit der RoboCup-Organisatoren, ihr selbst gesetztes, ehrgeiziges Ziel mit aller Kraft zu verfolgen.

Die ersten fünf RoboCup-Jahre erscheinen im Rückblick fast wie eine Art Aufwärmtraining. Mit Kickerroboter und Auftritt der Humanoiden erfolgt jetzt erst der eigentliche Anstoß für den auf knapp 50 Jahre angelegten Wettkampf zwischen Mensch und Roboter. Und offenbar gibt es in Japan Pläne, diesen historischen Moment zu unterstreichen, indem das menschliche Turnier durch einen humanoiden Roboter angestoßen wird. Nicht schlecht für die erste Fußball-WM des 21. Jahrhunderts.

http://www.heise.de/tp/artikel/12/12280/1.html