Eine Gruppe von Forschern des Massachusetts Institute of Technology (MIT) unterrichtete die Kleinen Roboter Mini-Gepard zum Angreifen und Verteidigen des Fußballtors. Und das macht praktisch Sinn.
Einige der Herausforderungen und Lösungen der Robotik haben eine unmittelbar klare Anwendung. Andere konzentrieren sich darauf, bei der Lösung umfassenderer Probleme zu helfen, mit denen Wissenschaftler in Zukunft konfrontiert sein könnten. Kleinen Robotern beizubringen, gegeneinander Fußball zu spielen, passt in die letztere Kategorie.
Autoren des Artikels, der die Verwendung beschreibt Verstärkungslernen Um dem Roboter Mini Cheetah Torwartfähigkeiten zu verleihen, soll Fußballspielen für den Vierbeiner eine ziemliche Herausforderung sein. Es kombiniert hochdynamische Bewegungen mit einer präzisen und schnellen Manipulation des Objekts (Ball). Innerhalb kürzester Zeit – meist weniger als einer Sekunde – muss der Roboter auf den heranfliegenden Ball reagieren und ihn mit Hilfe dynamischer Manöver abfangen.
Wissenschaftler lösen dieses Problem in ihrer Arbeit mit einem hierarchischen System des Reinforcement Learning. Im Wesentlichen muss der Roboter das Projektil erfassen und manövrieren, um den Ball in weniger als einer Sekunde zu blockieren. Die Parameter des Roboters werden im Emulator bestimmt, und der Mini-Gepard verwendet drei Grundbewegungen - Seitenschritte, Tauchen in die Ecke des Tors und Springen, mit denen er das Projektil auf seinem Weg zum Ziel blockiert und seine Flugbahn bestimmt. Es ist auch wünschenswert, dass der Roboter nach dem Sprung in die obere Ecke des Tors sicher auf seinen Füßen landet.
Die Bewegung für jede Torwartfertigkeit wird von Hand programmiert und dann wird das System in der Simulation getestet, bevor es direkt zum Einsatz kommt. Beim Abfangen des Balls wählt sie aus, welche der Fähigkeiten des Roboters es ihm ermöglichen, die Flugbahn des Balls auf die stabilste und energieeffizienteste Weise zu kreuzen.
Um die Wirksamkeit des Programms zu testen, ließ das Team den Mini-Geparden sowohl gegen Menschen als auch gegen einen ähnlichen Mini-Geparden antreten. Bemerkenswert ist, dass die Grundstruktur, mit der der Roboter das Tor verteidigt, auch zum Angriff verwendet werden kann. Die Autoren des Artikels bemerken: „In dieser Arbeit haben wir uns ausschließlich auf die Torwartaufgabe konzentriert, aber das vorgeschlagene System kann auf andere Szenarien erweitert werden, beispielsweise auf das Treten des Balls, was dem Spieler mehrere Fähigkeiten abverlangt.“
Laut Statistik können die besten Fußballtorhüter der englischen Premier League etwa 80 % der Torschüsse abwehren. Das ist eigentlich ein toller Indikator. Aber nicht so gut wie die 87,5 % der Schüsse, die ein 9 kg schwerer vierbeiniger Roboter fangen kann. In seinem kleinen Tor und gegen kleine Kinder, die kleine Schüsse machen, hat sich der Mini Cheetah als toller Torhüter erwiesen.
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