Titelverteidigung in Montreal Deutschland ist Weltmeister - im Robo-Fußball

Titel erfolgreich verteidigt: Deutschland ist beim Robo-Cup erneut Weltmeister geworden. Hier erfahren Sie, was das ist und warum Wissenschaftler Robotern überhaupt das Fußballspielen beibringen.
NimbRo-OP2X (links) im Endspiel gegen Sweaty

NimbRo-OP2X (links) im Endspiel gegen Sweaty

Foto: Universität Bonn

Deutschland darf sich über diesen Sommer hinaus Fußballweltmeister nennen - zumindest, was seine Roboter-Kicker angeht. Beim sogenannten Robo-Cup, der dieses Jahr im kanadischen Montreal stattfand, gab es sogar einen Doppelerfolg zu feiern. Bei dem Turnier, bei dem humanoide, also menschenähnliche Roboter gegeneinander Fußball spielen, räumten die Teams deutscher Hochschulen sowohl bei den Kickern in Erwachsenengröße, als auch in der sogenannten Standardklasse ab.

Im Finale der Roboter ab 130 Zentimetern schlug das Team NimbRo der Uni Bonn die Mannschaft Sweaty von der Hochschule Offenburg mit 2:0 und verteidigte damit den Titel. Auf dem Platz standen im Endspiel allerdings nicht 22, sondern nur zwei Spieler: Pro Seite tritt nur ein Roboter an. Umfallen durfte der während des Spiels nicht. Jeder Roboter hatte deshalb eine Begleitperson, die ihn bei Bedarf abstützen konnte.

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Geht es nach Sven Behnke, der das Bonner Team NimbRo leitet, sollte diese Beschränkung jedoch so rasch wie möglich aufgehoben werden. "Bei den anderen Größenklassen dürfen auch keine Menschen aufs Spielfeld", sagt Behnke, der Professor für Autonome Intelligente Systeme ist. "Bei Stürzen sollten die Roboter selbständig wieder aufstehen und weiter spielen." Viele Teams seien noch nicht mutig genug, die großen Roboter stürzen zu lassen.

Die Roboter-Duelle, die zwei mal zehn Minuten dauern, folgen im Großen und Ganzen den Fifa-Regeln. Allerdings mit Modifikationen: So mussten sich die Roboter etwa nicht ums Abseits scheren. Dafür geht es auch etwas langsamer zu.

Feingefühl beim Dribbeln

"Der Ball lag oft zwischen den Spielern", sagt Sven Behnke, dessen Team in diesem Jahr mit einem neuen Roboter namens NimbRo-OP2X angetreten war. Die Robo-Kicker hätten sich gegenseitig am Schuss gehindert.

Feingefühl brauchen die Roboter vor allem fürs Dribbeln. "Das ist eine delikate Balance, man darf den Gegner nicht anrempeln", sagt Behnke. Es gehe allgemein sehr eng zu, wenige Zentimeter machten den Unterschied.

NimbRo-OP2X beim Schuss

NimbRo-OP2X beim Schuss

Foto: Universität Bonn

Sven Behnke blickt mit seinem Team auf eine WM-Historie voller Erfolge zurück: Insgesamt 14-mal hat NimbRo schon die Weltmeisterschaft der humanoiden Roboter gewonnen, dazu kommen drei Gesamtsiege in der @Home-Liga der Haushaltsroboter . Anders als beim Fußball werden die Wettbewerbe jedoch nicht alle vier Jahre ausgetragen, sondern jedes Jahr.

Angefangen habe alles, nachdem der IBM-Computer Deep Blue 1997 erstmals einen Menschen im Schach geschlagen hatte, erinnert sich Sven Behnke. Künstliche-Intelligenz-Forscher definierten daraufhin ein neues Leitproblem mit anderen Eigenschaften als Schach. "Seitdem gibt es jährlich Fortschritte", sagt er weiter. "Die Initiative lebt vom Enthusiasmus der Forschergruppen."

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Den Forschern bietet der Robo-Cup eine Plattform, um sich jährlich auszutauschen und ihre Neuentwicklungen vorzustellen. Nimbro-OP2X beispielsweise wurde mit einem stärkeren Bordrechner und Grafikkarte ausgestattet. Schließlich lernen die Roboter mit vom Gehirn inspirierten Methoden wie Deep Learning.

"Die visuelle Erkennung von Mustern erfordert parallele Hardware", sagt Behnke. Der Roboter müsse zunächst den Ball erkennen und ihn von anderen Dingen unterscheiden. "Auch das Wahren der Balance wurde mit Lernverfahren optimiert."

Forschung soll Leben retten

Die Erkenntnisse der Forscher sollen auch helfen, Leben zu retten: Durch sie wird beispielsweise die Entwicklung von Rettungsrobotern vorangetrieben . Zwar sind humanoide Roboter in ihren Fähigkeiten derzeit noch sehr beschränkt. Allerdings gibt es Prototypen , die über vier Beine mit Rädern verfügen.

Diese könnten schnell in alle Richtungen fahren, aber auch Höhenunterschiede wie Treppen überwinden, sagt Sven Behnke. Dazu gebe es Bestrebungen, ein nationales Kompetenzzentrum für Rettungsroboter einzurichten.

Für den Einsatz in menschenfeindlichen Umgebungen würden Roboter mit menschenähnlichem Oberkörper entwickelt, die Werkzeuge einsetzen können und Unterkörper mit Beinen und Rädern für die flexible Fortbewegung haben. Hier sei noch Entwicklungsarbeit nötig, aber es gehe voran.

Was einen Weltmeister ausmacht

Fortschritte konnte Sven Behnke auch beim Gegner ausmachen. Im vergangenen Jahr hatte der Roboter vom Team NimbRo das Endspiel noch 11:1 gewonnen - ebenfalls gegen Sweaty. Und auch in der sogenannten Standard-Platform-Liga standen sich zwei deutsche Teams im Finale gegenüber: das Team B-Human der Universität Bremen und das Nao-Team der HTWK Leipzig.

In der Standard-Plattform-Liga treten vom Modell her identische, aber unterschiedlich programmierte Roboter gegeneinander an. Das Nao-Team entschied die Partie mit 1:0 für sich.

Dass Deutschland beim RoboCup so stark ist, macht Behnke am großen Enthusiasmus der Forscher und ihrer hohen Kompetenz fest. Weitere Robo-Fußballgrößen seien Japan, Iran, und China.

Einen Tipp für die deutsche Nationalelf, die am Samstag gegen Schweden antritt, hat Behnke allerdings nicht. Beim Menschenfußball kenne er sich zu wenig aus, um ungebetene Ratschläge zu erteilen, sagt er. Immerhin verrät er, was einen Weltmeister ausmacht: "Das Wichtigste für den Gewinn ist der Wille, gewinnen zu wollen", sagt Behnke. "Dem muss vieles andere untergeordnet werden."

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