Robocup!

De open Duitse kampioenschappen voetbal voor robots tot 80 cm zijn gewonnen door het debuterende Philips CFT. Het niveau van het spel laat nog te wensen over, maar de ontwikkelingen gaan snel.

Van tevoren hoopte de delegatie van Philips CFT (Centrum voor Industriële Technologie) de kwartfinales te halen van het officieuze Europese kampioenschap robotvoetbal. Deze vonden vorig weekeinde plaats in het Heinz Nixdorf Museumsforum in Paderborn, het grootste computermuseum van Europa. Dat Philips in de finale wereldkampioen CS Freiburg met 5-2 versloeg (na strafschoppen), was een daverende verrassing. Het ervaren team van de universiteiten van Delft, Amsterdam en Utrecht, Clockwork Orange, werd vierde in een veld van twaalf.

Robotvoetbal wordt gespeeld door teams van vier kniehoge robotjes op wielen. Het veld is tien bij vijf meter. Een robot mag niet zwaarder zijn dan 80 kg. Ook zijn er grenzen aan de omvang: niet hoger dan 80 cm, doorsnede maximaal 63 cm. De bouwers mogen zelf weten wat ze aan mechanica, electronica en software in hun machientjes stoppen zolang het geen gevaar oplevert voor tegenstanders of publiek.

De spelers van FU Fighters (Freie Universität Berlin) hebben complete notebooks aan boord, die tussen de wedstrijden individueel worden geprogrammeerd. Philips en Clockwork Orange (CO) hebben meer conventionele pc-technologie; Philips heeft schokbestendige chipgeheugens in plaats van harde schijven. Freiburg is mede dank zij notebookonderdelen zuinig met energie. Volgens een van de aanwezige Nederlanders rekken de Duitsers soms tijd in de hoop dat de tegenstander zonder stroom komt te staan. De robots van Philips krijgen zo nodig in de rust een verse accu.

Het gebruik van harddisks is riskant. In de kwartfinale komen twee CO-robots met elkaar in botsing, wat beide een schijfcrash oplevert. Na een herstart buiten de lijnen kunnen deze twee weer het veld in, en wint CO met 3-1.

laser range finder

De robots werken autonoom, in tegenstelling tot hun soortgenoten in het tv-programma Robot Wars. Ze moeten het doen met hun eigen sensoren, over het algemeen camera's. Dank zij een alliantie met een bedrijf in optische technologie hebben de Freiburger robots bovendien een laser range finder, een soort rondomgevoelige radar, waardoor ze als het ware ogen in hun rug hebben en voortdurend hun eigen locatie in het veld kennen. Deze robots kunnen op eigen kracht hun uitgangspositie terugvinden. De meeste andere moeten na een doelpunt naar de eigen helft worden teruggesjouwd.

Met elkaar mogen de robots wel overleggen. De meeste hebben een draadloos netwerk, dat tussen de wedstrijden wordt gebruikt voor het bijwerken van de software. Bij Philips laat de robot die de bal heeft dat aan zijn medespelers weten, zodat die niet in de weg lopen. De spelers van Philips rennen nog wel als pupillen tegelijkertijd op de bal af. CO heeft een functieverdeling in het veld: er is een spits en er zijn verdedigers, die niet mee naar voren gaan. Ook streeft CO naar combinatievoetbal, maar dit komt tijdens het toernooi in Paderborn nog niet uit de verf.

Het team van Philips heeft een aantal technieken die groot voordeel opleveren. Een robot die de bal bereikt maar niet naar het doel gericht staat, kan in één beweging om de bal heendraaien zodat hij deze kan opdrijven of schieten, dank zij onafhankelijk aangedreven en bestuurbare wielen. Een dergelijke techniek bracht de Sharif-universiteit uit Iran twee jaar geleden in Amsterdam de open Europese titel. Andere robots moeten voorbij de bal rijden en dan keren. Soms is de tegenstander er dan al mee vandoor.

De spelers van Philips zijn relatief zwaar, wat ze in duels een voordeel geeft maar ook veel straftijd oplevert wegens duwen. Verder hebben ze een verwoestend schot: 30 km per uur, dank zij een kloeke mechanische veer die drie keer per minuut kan worden gespannen. De meeste andere robots gebruiken perslucht en produceren rollertjes. Een 90 graden openingshoek van de camera's en een snelle beeldverwerkingskaart zorgen dat de spelers van Philips de bal makkelijk vinden, wat bij sommige anderen een probleem is.

Beeldverwerking en patroonherkenning zijn cruciaal. Een van de doelen is geel, het andere blauw en spelers worden van tevoren geïnstrueerd welke kant ze op spelen. De bal is oranje, het veld groen, de robots zelf zijn zwart, en een meter buiten de lijnen staan zwartwitte paaltjes. Dit alles omdat het real time interpreteren van de beelden razend moeilijk is. Een blauwe spijkerbroek en een rood overhemd naast het veld leiden tot protesten omdat de robots in de war kunnen raken. Alle teams missen een geheugen voor waar de bal is gebleven (of waar hij zou kunnen zijn). Soms ziet geen enkele robot de bal en gebeurt er niets, tot de scheidsrechter ingrijpt.

De robots raken makkelijk de kluts kwijt. Een van de Philips-robots, Anton, stuift in de laatste groepswedstrijd tegen FU Fighters (3-2) de verkeerde kant op en knalt de bal onhoudbaar langs de eigen keeper. Een andere, Frits, ziet in de kwartfinale tegen SPQR (6-0) een Italiaanse tegenstander voor de bal aan en probeert deze mee te nemen. Buiten de lijnen laat de Italiaanse robot zijn schotmechanisme op zijn tegenstander los. Ze komen er zonder serieuze schade of straf vanaf.

Het niveau van het spel is voor verbetering vatbaar. In de wedstrijd tussen Alemaniacs en SPQR (0-2) staan zeven bewegingloze robots op het veld terwijl een achtste moeizame pogingen doet de bal in het doel te werken. In de kwartfinale tussen Freiburg en het Portugese 5dpo-2000 (1-1) wordt pas de negende strafschop door Freiburg benut.

Hoopgevend is, dat zelfs tijdens het toernooi de technische vooruitgang zichtbaar is. Een voorbeeld: het is verboden een tegenstander weg te duwen. De robots van Philips maken zich hier door hun draaibeweging vaak schuldig aan, mede doordat ze dat altijd rechtsom doen. Na de groepswedstrijden wordt de software veranderd, zodat bij het voelen van weerstand de robot de andere draairichting probeert. Dit reduceert het aantal strafminuten aanzienlijk.

Op 19 juni beginnen in Japan de zesde wereldkampioenschappen in deze snel evoluerende tak van sport.