"Wir wollen nicht nur Fußball spielen"

Ansgar Bredenfeld vom Fraunhofer-Institut für Autonome Intelligente Systeme (AIS) in Sankt Augustin, über den RoboCup German Open und den neuen "VolksBot"

Vom 11. bis 13. April finden im Heinz-Nixdorf-Museumsforum in Paderborn zum dritten Mal die offenen deutschen Meisterschaften im Roboterfußball statt. Für die teilnehmenden Teams sind sie ein wichtiger Test im Vorfeld der RoboCup-Weltmeisterschaften, die dieses Jahr in Italien stattfinden. Ansgar Bredenfeld ist für die Organisation der German Open verantwortlich, an denen er auch mit einem eigenen Team, den AIS-Robots, teilnimmt. Fernziel des RoboCup ist der Gewinn der Fußballweltmeisterschaft mit humanoiden Robotern gegen Menschen bis zum Jahr 2050.

Ansgar Bredenfeld: Doch, das schaffe ich schon. Allerdings ist die technische Arbeit an den Robotern dabei weniger mein Tagesgeschäft.

Ansgar Bredenfeld: Ohne Spezialisierungen lässt es sich gar nicht organisieren. Wir haben jemanden, der für den Simulator zuständig ist, andere kümmern sich um die Programmierung des Verhaltens der Roboter, wieder andere konzentrieren sich auf die Bildverarbeitung oder die Mechatronik der Roboter. Es gibt schon ein breites Spektrum an Arbeiten, zumal wir von Anfang an alles selbst entwickelt haben. Unsere Roboter sind komplette Eigenkonstruktionen, keine Erweiterungen existierender Plattformen wie bei vielen anderen Teams. Da es überall Schnittstellen zwischen Hardware, Elektronik und Software gibt, muss aber jeder Mitarbeiter im Team ein Verständnis des Gesamtsystems mitbringen. Die Integration der verschiedenen Komponenten ist ein entscheidender Faktor. Daneben aber auch die gute Teamarbeit.

Ansgar Bredenfeld: Wir sind ein Team, das von Wettbewerb zu Wettbewerb kontinuierlich immer etwas besser geworden ist. Dabei haben wir von Anfang an viel Aufwand in die Softwareentwicklungsumgebung gesteckt. Wir wollen mit den Robotern ja nicht nur Fußball spielen, sondern Knowhow in der Systemintegration aufbauen und dafür entsprechende Softwareunterstützung schaffen. Das reicht von der Simulation über die Verhaltensprogrammierung der Roboter bis hin zu Unterstützung von Roboterexperimenten, bei denen wir den Robotern quasi in Echtzeit über die Schulter schauen können. Natürlich sind das Aktivitäten, die eher im Hintergrund laufen und bei den Wettbewerben nicht so sichtbar werden. Aber mittlerweile ist auf diese Weise eine sehr professionelle Softwareentwicklungsumgebung entstanden, die auch für mobile Roboterteams in anderen Bereichen einsetzbar wird.

Ansgar Bredenfeld: Ja, wir setzen unsere Software hier am Institut auch für eine andere Roboterplattform ein, den KURT2-Roboter. Außerdem ist unser Simulator eine zentrale Komponente in dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekt "AgenTec", das unser Institut in Kooperation mit dem Stuttgarter Fraunhofer-Institut IPA durchführt. In dem Projekt geht es um den Einsatz von Agententechnologie in einem Produktionsszenario, in dem Handhabungsroboter mit mobilen Robotern nahtlos zusammenarbeiten sollen.

Ansgar Bredenfeld: Wir haben jetzt eine Entwicklungsumgebung, mit der wir sehr schnell auch Experimente durchführen können. Zum Beispiel können wir aus den beobachteten Bewegungen unserer Roboter während eines Spiels ein genaueres, dynamisches Modell des Roboters erstellen und hierbei neue Lernverfahren für neuronale Netze auf ihre Praxistauglichkeit hin untersuchen.

Ansgar Bredenfeld: Wir haben einen unerwarteten Zuwachs insbesondere in der Junior-Liga. Diesmal erwarten wir hier allein 250 Teilnehmer, gegenüber 80 im vergangenen Jahr. Auch in allen anderen Ligen kommen mehr Teams als im letzten Jahr. Insgesamt haben sich 120 Teams aus elf Ländern mit über 600 aktiven RoboCuppern registriert. Neu dabei sind unter anderem ein Team aus Japan in der Simulationsliga sowie ein australisches Team in der Sony Legged Robot League. Die reisen allerdings nicht persönlich an, sondern schicken nur ihre Software. In der Sony League nehmen diesmal übrigens insgesamt zehn Teams teil, eine deutliche Steigerung gegenüber dem Vorjahr. In der Middle Size League haben wir einen Newcomer aus Österreich mit dem Namen "Mostly Harmless", ein reines Studententeam, auf das wir schon sehr gespannt sind.

Ansgar Bredenfeld: Sie äußern schon seit langem Interesse und hatten auch bereits Beobachter zu den German Open geschickt. Ein anderes Newcomer-Team, "Brainstormers Tribots", kommt aus Dortmund. Ansonsten erwarten wir viele alte Bekannte. Das Philips-Team hat sich wieder zur Titelverteidigung angemeldet und aus Schweden kommt ein großes Team mit 30 Studenten. Zwei Teams aus dem Iran wollen sowohl in der Middle Size als auch in der Small Size League teilnehmen.

Ansgar Bredenfeld: Wir hatten die Bande zunächst durch eine Pfostenreihe ersetzt. Damit sind die Teams so gut zurechtgekommen, dass diesmal auch die Pfostenreihe wegfällt. Als Spielfeldbegrenzung gibt es jetzt nur noch eine etwa zehn Zentimeter hohe Schwelle, die genau wie das Feld grün gefärbt ist. Die Roboter müssen also mit dem freien Blick in den Zuschauerraum zurechtkommen. Die Spielfeldumgebung gleicht sich so Schritt für Schritt immer stärker natürlichen Umgebungen an. Hierdurch wird die Schwierigkeit insbesondere für die Bildverarbeitung an Bord der Roboter in jedem Jahr erhöht.

Ansgar Bredenfeld: Dafür haben sich bisher vier Teams angemeldet, von denen zwei persönlich anwesend sein werden und die anderen beiden ihre Software schicken. Es geht darum, in einer simulierten, großstädtischen Umgebung nach einer Katastrophe Rettungskräfte in Echtzeit einzuteilen und zu dirigieren. Es werden die gleichen Techniken eingesetzt wie bei der Fußballsimulation, aber mit einer Anwendung von größerer praktischer Relevanz. Die Idee zu einem solchen Wettbewerb ist nach dem Erdbeben in Kobe aufgekommen, weil damals die Organisation der Hilfskräfte sehr chaotisch abgelaufen sein soll.

Ansgar Bredenfeld: Das Schwergewicht liegt nach wie vor beim Fußball. Aber 13 Teams haben sich für den sehenswerten Tanzwettbewerb registriert, sieben für RoboCup Junior Rescue, die übrigen 60 für Fußball.

Ansgar Bredenfeld: Das Erdgeschoss allein reicht in diesem Jahr nicht mehr aus. Wir haben aber im dritten Stock eine zusätzliche Fläche zur Verfügung, auf der diesmal die Juniorwettbewerbe stattfinden. Im Erdgeschoss wird dafür ein zweites Spielfeld für die Sony League aufgebaut. Aber wir sind in der Tat an der Grenze. Ein weiteres Wachstum wird schwierig.

Ansgar Bredenfeld: Die Diskussion beginnt jetzt. Wir wollen natürlich die Teilnehmergebühren möglichst niedrig halten, gerade um auch den vielen Studenten und Schülern weiterhin die Teilnahme zu ermöglichen. Deswegen kommen Messehallen, die die nötige Größe hätten, eigentlich für eine German Open, die ja nicht von der RoboCup Federation finanziert wird, kaum in Frage.

Ansgar Bredenfeld: Es gibt wieder wie in den letzten beiden Jahren ein Rahmenprogramm mit einer kleinen Ausstellung. Sony wird den Aibo präsentieren, möglicherweise gibt es auch ein sehr interessantes Exponat von Lego. Und von unserem Institut gibt es neben der KURT2-Plattform einen neuen Roboter zu sehen, unseren VolksBot. Ihn haben wir mit dem Ziel entwickelt, eine modulare, erweiterbare und vor allem kostengünstige Roboterplattform vornehmlich für Ausbildung, Forschung und Lehre zu schaffen.

Der Steuerrechner auf dem VolksBot ist ein Standard-Notebook mit FireWire und USB-Schnittstelle, sodass man nur ein Notebook auf den Roboter schnallt und sofort mit der Programmierung des Roboterverhaltens loslegen kann. Der Roboter ist schnell, hat eine Rundum-Kamera und kann durch den Einsatz einer neuen in der Industrie eingesetzten Software sehr leicht durch zusätzliche Sensoren erweitert werden. Der VolksBot kann entweder autonom fahren, oder durch eine Joystick-Fernsteuerung ferngesteuert werden. Wir sind gespannt auf die Resonanz.

Ansgar Bredenfeld: Unser Ziel ist ein Preis, der in der gleichen Größenordnung liegt wie der des Notebooks auf dem Roboter. Aber das hängt natürlich hauptsächlich von der Stückzahl ab. Wir wollen unter anderem auch die Einstiegsschwelle für die Teilnahme neuer Teams in die Middle Size League deutlich herabsenken. Es muß ja nicht immer das Rad neu erfunden werden. Die Teams mit ihren Studenten sollten sich auf ihre jeweiligen Spezialgebiete konzentrieren können.

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