W 1997 r. Człowiek i maszyna zmierzyli się ze sobą w bitwie o strategiczne zdolności; po sześciu partiach szachowych mistrz świata Garry Kasparow został pokonany przez superkomputer Deep Blue firmy IBM. Został okrzyknięty przełomowym momentem w informatyce - jeśli komputer mógłby pokonać człowieka w szachy, gra od dawna uważana za szczyt strategii mentalnej, co jeszcze mogłyby osiągnąć komputery?
Nieco ponad trzy miesiące po klęsce Kasparowa kadra ekspertów robotyki starała się przekroczyć granicę sztucznej inteligencji. Zwoływając się w Nagoi w Japonii, podczas międzynarodowej wspólnej konferencji na temat sztucznej inteligencji, 40 zespołów ekspertów w dziedzinie robotyki uczestniczyło w pierwszym na świecie Pucharze Robotyki. Ich wyznaczony cel: do połowy XXI wieku zespół w pełni autonomicznych humanoidalnych robotów-piłkarzy wygra mecz piłkarski zgodny z oficjalnymi zasadami FIFA przeciwko zwycięzcy ostatniego Pucharu Świata.
Manifest, który może wydawać się bardziej science fiction niż praktycznym celem, nie był zupełnie nowym pomysłem dla społeczności robotyki nawet w 1997 roku. Koncepcja gry w piłkę nożną robota była od lat wyrzucana przez społeczność robotyki - była pierwsza wspomniany przez profesora Alana Mackwortha z University of British Columbia w swoim artykule „ On Seeing Robots”, w którym argumentował, że zbudowanie zrobotyzowanej drużyny piłkarskiej może pomóc rozwiązać kilka problemów współczesnej robotyki (na przykład ich niezdolności do współpracy lub ich niemożność ustalenia, dokąd może pójść piłka). Na podstawie tego artykułu Mackworth i jego zespół z UBC uruchomili Dynamo Project, pierwszą na świecie próbę stworzenia autonomicznej, zrobotyzowanej drużyny piłkarskiej. Projekt Dynamo przeprowadził serię udanych eksperymentów w latach 1992-1994 i przez wielu jest postrzegany jako kluczowy prekursor Pucharu Robotyki.
Od pierwszego Pucharu Robotyki (w skrócie RoboCup) w 1997 r. Konkurencja ogromnie wzrosła: na RoboCup 2013, który odbył się w Eindhoven, 2500 uczestników z ponad 40 krajów rywalizowało w różnych robotycznych wyzwaniach, z, który testuje zdolność robota do wykonywania pomocnych codziennych zadań, w Lidze Ratunkowej RoboCup, konkursie, który testuje zdolność robotów do odniesienia sukcesu w sytuacjach kryzysowych. Najpopularniejsze są jednak ligi piłkarskie - podczas zawodów w 2013 r. Królową Máximę z Holandii można było zobaczyć w tłumie, kibicując drużynie z Politechniki Eindhoven, gdy szli robotami z robotami z drużyną z Pekinu. Science & Technology University, w finale ligi (drużyna z Pekinu zwyciężyła wynikiem 3-2).
RoboCup oferuje pięć różnych lig piłkarskich; ostatnim, który dołączył, była Liga Humanoidalna, w której roboty muszą stać na dwóch nogach. Jest to szczególnie trudna liga, ponieważ wymaga równowagi - cechy trudnej dla robotów. W innych ligach, takich jak Liga Średniej Wielkości, roboty nie muszą być podobne do ludzi - co pozwala zespołom budować roboty z takich przedmiotów, jak koła i armatki pneumatyczne strzelające do piłek.
Piłkę nożną można nazwać „piękną grą”, ale graczom w RoboCup zdecydowanie brakuje subtelnego kunsztu ludzkich piłkarzy. Na imprezie w Waszyngtonie profesor Uniwersytetu w Pensylwanii Daniel Lee - który jest także dyrektorem uniwersyteckiego laboratorium GRASP (General Robotics Automation, Sensing, Perception) - opisał graczy jako bliższych „pięciolatkom” niż Ronaldos. W grze ligowej Small Size roboty bawią się pomarańczową piłką golfową. Humanoidy w Kid League (nazwane tak ze względu na rozmiar robota, a nie wiek ich programistów) używają piłki tenisowej. Inne ligi używają piłek nożnych, choć niektóre są mniejszych rozmiarów niż inne.
Pola są prostokątne i zielone, jak normalne boisko do piłki nożnej, ale znacznie mniejsze, z dopuszczeniem do pięciu robotów w drużynie. W przypadku lig Humanoid liczba ta spada do dwóch. Mecze są również znacznie krótsze niż mecz piłki nożnej (ludzki), składający się z dwóch dziesięciominutowych połówek (i pięciominutowej przerwy). Jak każda inna gra w piłkę nożną, bramka jest zdobywana, gdy piłka całkowicie przekroczy linię bramkową, ale w przeciwieństwie do większości meczów piłkarskich (lub przynajmniej dobrze ocenianej gry piłkarskiej), zasada gry na spalonym nie jest egzekwowana. Podobnie jak normalna piłka nożna, rzuty wolne są przyznawane, gdy roboty popełniają jakikolwiek grzech, od niebezpiecznego grania po utrudnianie umiejętności bramkarza. W sytuacjach, w których robot zachowuje się wyjątkowo źle, sędziowie ludzcy (którzy zapewniają jedyny dozwolony podczas gry wkład nie-robota) mogą wydać żółte lub czerwone kartki.
Chociaż w grach robotów może brakować akrobatycznego piękna najlepszej na świecie piłki nożnej, ulepszenia technologiczne pozwoliły zespołom RoboCup poczynić ogromne postępy od samego początku zawodów. Procesory są szybsze, co oznacza, że algorytmy, które kiedyś zajmowały minuty, mogą teraz zostać wykonane przez roboty w ciągu kilku sekund - a materiały stały się tańsze, co pozwala konkurować większej liczbie zespołów. Chociaż celem RoboCup może być kiedyś stworzenie zespołu zdolnego do pokonania mistrzów Pucharu Świata, tak naprawdę jest to proxy dla badań robotyki, popychając robotykę do przodu poprzez coroczne zawody i zamianę pomysłów.
„To nie tylko domena piłki nożnej” - powiedział Lee. „Naprawdę myśli o sztucznej inteligencji, robotyce i tym, co mogą zrobić w bardziej ogólnym kontekście”. Słysząc, jak Lee mówi, jasne jest, że wierzy, że roboty mogą kiedyś przewyższyć ludzi - przynajmniej strategicznie - w piłce nożnej, nawet jeśli maszyny nie są jeszcze wystarczająco duże, wystarczająco mocne lub szybkie, aby faktycznie stanowiły duże zagrożenie dla najlepsi gracze na świecie (nawet ci najwięksi osiągają wysokość bioder, nie dając im przewagi pionowej nad ludźmi). Ale chodzi o coś więcej niż dążenie do celu 2050: zrobotyzowana piłka nożna pomaga naukowcom lepiej zrozumieć ludzką inteligencję - jak balansujemy, jak widzimy, jak przetwarzamy informacje. Pomaga także ulepszyć technologię robotyczną, która może mieć bardziej praktyczne zastosowanie - czujniki wykrywające, gdzie jest piłka, mogą na przykład poprawić czujniki w samochodach samojezdnych. W obszarach takich jak te - obszarach fizycznych - Lee uważa, że roboty wciąż pozostają w tyle za ludźmi.
„Dlaczego mamy maszyny, które mogą nas pokonać w szachy lub Jeopardy, ale możemy je pokonać w piłce nożnej?” On pyta. „Co sprawia, że tak trudno jest wcielić inteligencję w świat fizyczny?”
Poza fizycznymi przeszkodami jest jeszcze jedna część piłki nożnej, która daje ekspertom robotyki przerwę: aspekt drużynowy. Myślimy o robotach jako o autonomicznych istotach, technologii bez twarzy, która działa - pojedynczo - na rzecz poprawy świata. Ale roboty grające w piłkę nożną są połączone za pośrednictwem sieci bezprzewodowych - najlepiej komunikują się ze sobą jako zespół. Tworzenie autonomicznych robotów współpracujących ze sobą jest trudną przeszkodą do pokonania; ale jest to również jeden z powodów, dla których Mackworth początkowo sugerował utworzenie drużyny piłkarskiej - aby zachęcić do tworzenia technologii, która może kiedyś pomóc robotom w płynnej współpracy w praktycznych zastosowaniach.
RoboCup 2014 odbędzie się w dniach 21-24 lipca w João Pessoa w Brazylii - i choć na pewno pokaże jedne z najlepszych robotów, jakie ma do zaoferowania, Lee nadal uważa, że mistrzowie Świata 2014 nie mają się czym martwić . „Może za 20 lat uda nam się stworzyć zespół robotów, który będzie grał przeciwko najlepszym drużynom Mistrzostw Świata” - powiedział, wyjaśniając, że podczas gdy technologia szybko się rozwija, jego roboty „nadal będą bite przez reprezentację Brazylii w piłce nożnej”.
