“Robocup”: I Robot meccatronici che giocano a calcio

La “Robocup” è una competizione di robot nata nel 1993. L’obiettivo della “robocup” è quello di realizzare, entro il 2050, una squadra di robot umanoidi autonomi che siano in grado di sfidare e possibilmente battere la squadra di calcio campione del mondo.

L’edizione 2013 della “robocup” si terrà in Olanda a Eindhoven. Il nome dei robots che partecipano a questa competizione è “Nao”: robot umanoide autonomo e programmabile, creato dalla francese “Aldebaran Robotics” nel 2004.

Categorie partecipanti:

Al torneo internazionale della “RoboCup” i giocatori e i team possono appartenere a diverse tipologie di categorie. Queste sono suddivise in relazione alle dimensioni del robot con il quale si partecipa, alla complessità di quest’ultimo o in funzione al tipo di finalità progettuale del robot.

Le categorie sono:

• Robocup soccer: categorie di robot studiati e realizzati con lo scopo di sostenere una competizione di tipo calcistico;
• Small size robot league: cinque robots, per squadra, movimentati su ruote, interagiscono tra di loro all’interno di un campo di calcio ridimensionato;
• Humanoid league: nata nel 2002 è nota anche come robotica umanoide. Robot con sembianze umane cooperano, in modo autonomo, tra di loro in una partita di calcio;
• Middle size robot league: cinque robots, per squadra, movimentati su ruote, interagiscono tra di loro all’interno di un campo di calcio ridimensionato;
• Simulation league:  lega nella quale si virtualizzano partite di calcio su ambienti di simulazione puramente software. Scopo di questa lega è quello di analizzare, in modo più dettagliato, tecnologie di intelligenza artificiale, molte volte riprese e/o modificate dai teams delle altre leghe.

Com’è fatta la palla e come fanno i robot a riconoscerla?

La palla è fatta di plastica colorata trasparente e contiene al suo interno 20 diodi di trasmissione a infrarossi. I diodi a infrarossi possono trasmettere luce a infrarossi sia continua che lampeggiante. In questo modo i robot possono localizzare più facilmente la palla. In alternativa alla localizzazione mediante diodi, la palla può anche essere riconosciuta e seguita grazie al colore blu (p.es. con una macchina fotografica). Per il controllo dei diodi, la palla contiene un piccolo microcontroller ATTiny.

Quando i sensori infrarossi di vicinanza rilevano la presenza della palla, il robot attiva il roller e diminuisce la propria velocità consentendone un miglior controllo.

Grazie alla telecamera installata sulla testa e a dei sensori, i robot sono in grado di riconoscere la palla, di calciarla dove vogliono o, nel caso del portiere,di parare.

I robot sono dotati di un sensore per riconoscere il colore delle linee del campo.

Durante le partite  i robot agiscono autonomamente, senza alcun tipo di controllo esterno, utilizzando il proprio software e hardware in dotazione, spesso influenzati da particolari schede di programmazione che, in definitiva, ne differenziano le reazioni, ovvero, donano loro tratti distintivi caratteristici, un abbozzo di personalità: la conseguenza è che ogni giocatore si comporta in modo diverso, pur seguendo la stessa programmazione.  I robot “Nao” hanno muscoli d’acciaio e cervello elettronico.

Il modello Nao, fin dal 2004, è stato costantemente migliorato, dotato di un sistema anticollisione, che consente di individuare, e percepire come ostacolo, sia oggetti animati che inanimati, e perciò di evitare il contatto, ma allo stesso tempo di colpire la palla.

I robot comunicano e si coordinano attraverso una rete wireless. Non si scagliano tutti sulla palla, ma si dispongono in base alle informazioni che ricavano sul campo e sulla palla: si autoassegnano il ruolo di attaccante e difensore, si dispongono in fila, l’uno avanza verso la porta avversaria, l’altro retrocede per difendere lo spazio.

I robot hanno una visione limitatissima, un angolo visivo molto stretto, vedono pochissime cose per volta, nonostante ciò riescono a capire dov’è la palla, dov’è la porta che devono attaccare. Per aiutare i robot ad orientarsi nelle loro azioni autonome, i segnali sono codificati in maniera precisa: palle arancioni, porte di colore diverso, cilindri a metà campo come punto di riferimento. Ma quello che aiuta i robot a prendere decisioni, a interagire autonomamente con la realtà è il fatto che sono in un certo senso e per alcuni aspetti autocoscienti: paragonano quello che si aspettano con quello che vedono fondendo i dati percepiti e i dati relativi alle aspettative e al vissuto. Il robot crea una rappresentazione di quello che è in grado di capire sul mondo, di quello che lui crede sia vero intorno a lui.

Gli schemi da seguire sono dettati da un computer che è a tutti gli effetti il “mister”.

La “nazionale italiana” è guidata da sette studenti  dell’università “ La sapienza” di Roma che insieme ad altri studenti cileni  hanno creato la squadra “SPQR+UCHILE” che è formata da: Spartaco, Pancrazio, Quintiliano, Romolo e Bruto in porta, robot umanoidi Nao.

Cliccando sui link qui sotto è possibile vedere alcune azioni di gioco:

• Calcio di rigore
• Inizio del match

Regolamento:

• La palla, del diametro minimo  di 21 cm, è arancione;
• Ogni dimensione non deve superare i 63 cm;
• Il peso dei robot non deve superare gli 80kg;
• La squadra di calcio dev’essere composta da almeno 2 robot ( al massimo 6) di cui uno dev’essere identificato come portiere