RoboCup ist ein jährlicher Roboter-Wettkampf, der 1995 erdacht und 1997 erstmals ausgetragen wurde. RoboCup ist die Kurzform von Robot Soccer World Cup (deutsch etwa: Roboterfußball-Weltmeisterschaft). Die RoboCup-Weltmeisterschaften werden jährlich an wechselnden Orten ausgetragen. Dabei treffen sich ca. 2000 Wissenschaftler und Studenten aus der ganzen Welt, um ihre Teams in einem Robotikwettbewerb gegeneinander antreten zu lassen. Während der Wettkämpfe findet parallel ein Kongress statt, bei dem neue wissenschaftliche Erkenntnisse aus dem Bereich Künstliche Intelligenz und Robotik ausgetauscht werden. Inzwischen fechten die mobilen Roboter auch andere Wettkämpfe aus als Fußball. Initiator war Hiroaki Kitano von Sony.
Hintergrund
Ligen mini|hochkant|Roboter beim Schuss
2D-Simulation Zwei Teams mit je 11 komplett autonomen Spielern/Programmen treten gegeneinander an. Dies geschieht rein virtuell auf einem speziellen SoccerServer, wobei die Teams noch von einem ebenfalls autonomen Coach unterstützt werden können. Sowohl Blickwinkel als auch eine simple Physik werden simuliert. Aufgrund der mechanischen Probleme und den äußeren Einflüssen, mit denen die Robotik noch zu kämpfen hat, werden hier die Methoden der KI am stärksten eingesetzt.
3D-Simulation Recht neu ist der sogenannte 3D-Server, der mit einer komplexen Physik-Engine aufwartet. Diese erlaubt es, den Ball in drei Dimensionen zu bewegen, so dass realistischere Spielzüge möglich sind als es bei der 2D-Simulation der Fall ist. Eine Betaversion des Servers wurde Anfang 2004 eingeführt. Der erste offizielle Wettkampf fand 2004 in Lissabon statt.
Small Size Zwei Teams treten mit jeweils fünf kleinen Robotern gegeneinander an. Die Roboter werden per Funk von einem Rechner gesteuert, der das Spielgeschehen anhand von Kameras wahrnimmt, die vier Meter über dem Spielfeld montiert sind. Aufgrund des häufig verwendeten omnidirektionalen Antriebes und der zentralen Steuerung durch einen oder mehrere externe Computer ist hier das dynamischste Spiel zu beobachten.
Middle Size mini|links|Brainstormers Tribots (Universität Osnabrück) gegen RFC Stuttgart (Universität Stuttgart) in der RoboCupSoccer Middle-Size League bei den RoboCup German Open 2009.
Die Roboter in dieser Liga sind gegenüber der Small Size autonom und verfügen über eigene Sensoren, wie zum Beispiel eine omnidirektionale Kamera. Da die Regeln, die den Aufbau des Spielfeldes betreffen, sich ständig ändern, hatten die Roboter früher häufig Schwierigkeiten sich auf dem Feld zu lokalisieren. Daher war diese sogenannte Königsdisziplin lange Zeit eher träge. Durch den Einsatz omnidirektionaler Kameras haben die meisten Teams dieses Problem inzwischen gemeistert. Die Roboter fahren inzwischen oft mit mehr als zwei Metern pro Sekunde.
Standard Platform League In dieser Liga werden anstelle von selbstgebauten Robotern die sogenannten Naos benutzt. Diese Roboter der Marke Aldebaran verfügen über zahlreiche Sensoren und sind aufgrund ihrer putzigen Art ein Publikumsmagnet. Die Roboter agieren autonom, dabei ist es ihnen erlaubt, per WLAN miteinander zu kommunizieren. Vor 2008 hieß die Standard Platform League noch Four Legged, da der Roboterhund Aibo von Sony verwendet wurde. Sony stellte jedoch die Produktion der Aibos Ende März 2006 ein.Sony AIBO Europe (4. Mai 2008).
Humanoid mini|Weltweit erstes Demonstrationsspiel in der Humanoid League bei den RoboCup German Open 2005.
In der Humanoiden Liga treten Roboter mit menschenähnlicher Körperform und entsprechender sensorischer Ausstattung gegeneinander an. Die Roboter müssen vollständig autonom sein. Die Wettbewerbe werden in drei Größenklassen ausgetragen: KidSize (<60 cm), TeenSize (100–120 cm) und AdultSize (>130 cm). Es finden Elfmeterschießen (AdultSize), Fußballspiele (KidSize und TeenSize) und jährlich wechselnde technische Wettbewerbe statt. Zu den untersuchten Forschungsfragen gehört das dynamische Laufen auf zwei Beinen, die Ballmanipulation, die visuelle Wahrnehmung der Spielsituation und die Koordination des Mannschaftsspiels.
Rescue mini|links|Roboter des Teams Warwick Mobile Robotics von der University of Warwick navigiert durch rot markierte Treppenstufen bei der RoboCupRescue Arena der RoboCup German Open 2009.
Diese Liga befasst sich nicht wie die anderen mit Fußball, sondern dient der Erforschung von Methoden, die während Katastrophen eingesetzt werden können. In der Simulationsliga wird dazu die Koordination von Rettungseinheiten in einer verwüsteten Stadt geprobt, während in der Roboterliga in konstruierten verwüsteten Räumen mithilfe von mobilen Robotern eigenständig nach Überlebenden gesucht werden soll. Die Rescue-Liga gliedert sich in die klassische Major-Liga, an der vor allem Universitäten und Hochschulen teilnehmen, und die RMRC-Liga (Rapidly Manufactured Robot Challenge) mit sehr ähnlichem Reglement, aber Parcours von nur 30 cm Breite für Teilnehmer bis zu 19 Jahren.
@Home Diese 2006 erstmals stattfindende Liga befasst sich mit der Entwicklung zukünftiger Anwendungen autonomer mobiler Roboter im täglichen Leben. Als Szenario dient das Modell einer Wohnung bestehend aus Wohnzimmer und Küche, in welchem die Roboter unterschiedliche Aufgaben erfüllen müssen. Das Thema Mensch-Maschine-Interaktion steht hierbei im Vordergrund.
Logistics Seit 2012 gehört die Logistics League zu den Major Leagues. Ziel dieser Liga ist die Entwicklung von autonom agierender Roboter zur Steuerung des Material- und Informationsflusses in industriellen Produktionsanlagen.
Junior mini|Roboter in Wartestellung
Die Junior League richtet sich an Schülerinnen und Schüler bis einschließlich 20 Jahren und möchte bereits Jugendliche für das Thema Robotik und Informatik begeistern. In den drei Unterligen OnStage, Rescue (Line, Maze und Simulation) und Soccer gibt es jeweils zwei Schwierigkeitsstufen: Entry und Primary (Rescue), Primary und Secondary (OnStage), 1vs1 und 2vs2 (Soccer).
In der OnStage League lassen die Schüler die Robotern (manchmal auch zusammen mit deren Erbauern) eine Choreographie aufführen. Eine Jury bewertet die Ergebnisse beispielsweise nach der Kreativität.
Bei der Rescue-Line League müssen die Roboter einer Linie folgen und am Ende lebende und tote „Opfer“ erkennen und entsprechend ihres Status bergen. Erschwert wird dies durch Rampen, Lücken und Hindernisse auf und neben der Linie. Zusätzlich müssen die Roboter an Kreuzungen entsprechend bestimmter Markierungen und Regelungen richtig abbiegen. Die Rescue-Line-League ist in zwei Unterliegen eingeteilt, die Rescue-Line-League und die Rescue-Line-Entry, eine Liga für jüngere Schülerinnen und Schüler.
Bei Teilnahme in der Rescue-Maze League müssen die Roboter in einem Labyrinth „Verschüttete“ finden und deren Position signalisieren. Weitere Punkte können durch Abwurf sogenannter „Rescuekits“ oder das Überwinden von Hindernissen gesammelt werden. Auch die Rescue-Maze League ist in zwei Unterligen, Rescue-Maze und Rescue-Maze-Entry, unterteilt.
In der Rescue-Simulation League müssen virtuelle Roboter die gleichen Aufgaben erfüllen wie in der Rescue-Maze League. Erschwert wird dieses durch zusätzliche schwierigere Areale und Major-Elemente. Die konfigurierbaren Roboter laufen auf der neuentwickelten Simulationsplattform Webots-Erebus.
Schließlich gibt es noch die Soccer League, bei der in der einen Klasse zwei Roboter (maximal 22 cm Durchmesser; 22 cm Höhe) auf einem vom schwarz nach weiß skalierten Spielfeld autonom gegeneinander antreten (1 vs. 1). Diese Liga gibt es auf den offiziellen Wettbewerben nicht mehr. In der anderen Klasse besteht ein Team aus zwei Robotern (22 cm Durchmesser und Höhe), wobei diese Liga noch einmal unterteilt werden muss. Soccer A ist ein Spielfeld mit Bande, wobei Soccer B eine Aus-Zone hat, was die Programmierung noch einmal erschwert (2 vs.2). Ab den Regeln von 2013 gibt es allerdings nur noch Soccer B. Gespielt wird mit einem etwa Tennisball großen Ball, der zur leichteren Erkennung grell-orange gefärbt ist.
Austragungsorte Jahr Land Ort Kontinent 1997 Japan Nagoya Asien 1998 Frankreich Paris Europa 1999 Schweden Stockholm Europa 2000 Australien Melbourne Australien 2001 USA Seattle Amerika 2002 Japan Fukuoka Asien 2003 Italien Padua Europa 2004 Portugal Lissabon Europa 2005 Japan Osaka Asien 2006 Deutschland Bremen Europa 2007 USA Atlanta Amerika 2008 China Suzhou Asien 2009 Österreich Graz Europa 2010 Singapur Singapur Asien 2011 Türkei Istanbul Europa 2012 Mexiko Mexiko-Stadt Amerika 2013 Niederlande Eindhoven Europa 2014 Brasilien João Pessoa Amerika 2015 China Hefei Asien 2016 Deutschland Leipzig Europa 2017 Japan Nagoya Asien 2018 Kanada Montreal Amerika 2019 Australien Sydney Australien 2020 entfallen 2021 virtuell 2022 Thailand Bangkok Asien 2023 Frankreich Bordeaux Europa 2024 Niederlande Eindhoven Europa 2025 Brasilien Salvador Amerika 2026 Südkorea Incheon Asien 2027 Deutschland Nürnberg Europa 2028 Australien Melbourne Australien
RoboCup-Weltmeisterschaften
RoboCup 2004 Der RoboCup 2004 fand vom 27. Juni bis 5. Juli in Lissabon statt. Es gab erstmals Wettkämpfe in der Klasse „3D-Simulation“.
Besonders erfolgreich waren Deutschland und Japan, allerdings auch aufgrund der vielen Teams, die aus diesen Ländern antraten:
Klasse Top-Teams 2D-Simulation Step (Sankt Petersburg) Brainstormers (Osnabrück) 3D-Simulation Aria (Iran) AT Humboldt (Berlin) Small Size FU-Fighters (Berlin) Roboroos (Queensland) Mid Size Eigen (Japan) WinKIT (Japan) CoPS (Stuttgart) FU-Fighters (Berlin) Four legged German Team (Deutschland) UTS Unleashed (Sydney) Humanoid VisiON (Osaka) Robo Erectus (Singapur) Rescue Real Robots Toin Pelikn (Japan) Kurt3D (Sankt Augustin) Alcor (Italien) Rescue Simulation ResQ Freiburg (Freiburg im Breisgau) DAMAS (Kanada) Caspian (Iran)
Die Highlights dieses Wettkampfes waren der erste von einem Roboter gehaltene Elfmeter (durch Vision im Finale der Humanoiden) und das rasante Spiel der Aibos des German Team, die mit 5:3 (2:2) gegen die Mannschaft der Universität Sydney gewannen. Auch das Japanische Eigen Team erregte durch sein präzises Spiel in den Wettkämpfen der Mid Size Klasse Aufmerksamkeit und konnte das Finale mit 5:1 klar für sich entscheiden.
RoboCup 2005 Der RoboCup 2005 fand vom 13.–19. Juli in Osaka statt. Es wurden erstmals echte Spiele mit humanoiden Robotern ausgetragen.
Klasse Top-Teams 2D-Simulation Brainstormers (Osnabrück) Wright Eagle 2005 (China) Tokyo Tech SFC (Tokio) 3D-Simulation Aria (Iran) Brainstormers 3D (Osnabrück) ZJUBase (China) & Caspian (Iran) Small Size FU-Fighters (Berlin) Cornell Big Red (USA) Field Rangers (Singapur) Mid Size Eigen (Japan) FU-Fighters (Berlin) Philips (Niederlande) Four legged German Team (Deutschland) NUBots (Australien) rUNSWift (New South Wales) Humanoid Team Osaka (Osaka) NimbRo (Freiburg im Breisgau) Team Hajime (Japan) Rescue Real Robots Toin Pelican (Japan) ROSCUE (Südkorea) Casualty (Australien) Rescue Simulation Impossibles (Iran) Caspian (Iran) Kshitij (Indien)
RoboCup 2006 Der RoboCup 2006 fand vom 14. bis 20. Juni in Bremen statt. Die Finalspiele waren am 18. Juni. Die beiden Folgetage wurden für das zum RoboCup gehörende Symposium genutzt und waren nicht für die Öffentlichkeit zugänglich. Das Symposium dient dem wissenschaftlichen Austausch innerhalb der RoboCup-Gemeinde.
Klasse Top-Teams 2D-Simulation Wright Eagle (China) Brainstormers (Osnabrück) RI-ONE (Japan) 3D-Simulation FC Portugal (Portugal) Wright Eagle (China) ZJUBase (China) Small Size CMDragons'06 (USA) 5dpo (Portugal) Plasma-Z (Thailand) Mid Size Brainstormers (Osnabrück) COPS Stuttgart (Stuttgart) Eigen (Japan) Four legged NUBots (Australien) rUNSWift (New South Wales) Microsoft Hellhounds (Dortmund) Humanoid Team Osaka (Osaka) NimbRo (Freiburg im Breisgau) Rescue Real Robots INDEPENDENT (Thailand) Toin Pelican (Japan) ROBO RAZI (Iran) Rescue Simulation MRL (Iran) POSEIDON (Iran)