- Статьи
- Наука и техника
- «Цель — к 2050 году создать команду роботов, способную соревноваться с людьми»
«Цель — к 2050 году создать команду роботов, способную соревноваться с людьми»
Команда из Исследовательского центра прикладных систем искусственного интеллекта МФТИ Starkit HL триумфально выступила на открытом чемпионате по футболу среди автономных роботов, который прошел с 17 по 22 октября в Сан-Паулу (Бразилия). Российские робофутболисты обыграли всех своих соперников, а финальный матч с «кудесниками мяча» закончился со счетом 6:0 в нашу пользу. Научно-технический руководитель подмосковного «клуба» Егор Давыденко рассказал в эксклюзивном интервью «Известиям» о том, какие цели преследуют ученые, заставляя роботов пинать мяч, и что успехи в этом виде спорта могут говорить об уровне технического прогресса в РФ.
«Робофутбол — песочница для апробации систем, которые мы реализуем в научном плане»
— Что это за вид спорта — робофутбол и зачем вы им занимаетесь?
— Основной смысл нашего вида спорта не в том, чтобы заставить робота здорово гонять мяч, а в соревновании систем искусственного интеллекта. В 1993 году ученые из Японии решили придумать какой-то новый альтернативный способ одновременно и соперничества, и коллаборации между исследовательскими группами помимо традиционного написания научных статей и участия в конференциях. Они предложили решить наглядную и сложную прикладную задачу — заставить команду из роботов полностью самостоятельно играть в футбол. Так на свет появился новый вид спорта — робофутбол. Первый международный матч по нему состоялся в 1996 году.
И с тех пор идет неустанное соревнование между программистами и инженерами, которые создают прогрессивные алгоритмы и математические модели, а затем воплощают их в «железе» на «живом» роботе.
Слева направо: Илья Осокин (инженер-программист), Владимир Литвиненко (капитан команды), Владимир Хохлов (преподаватель), Илья Рякин (инженер-программист), Егор Давыденко (тренер, научный и технический руководитель команд) со своими робофутболистами
Если ваша математика, ваши алгоритмы искусственного интеллекта и конструкторские решения успешно противостоят и побеждают на турнирах системы, созданные сильнейшими научными коллективами мира, то, значит, и вы что-то представляете собой в этой сфере. Ради этого мы и занимаемся спортом. Для нас робофутбол — песочница для апробации систем, которые мы реализуем в научном плане и применяем потом в других более практических задачах.
— Вы выиграли у соперников с огромным преимуществом. В том числе у бразильцев. Для классического российского футбола это фантастика. Благодаря чему вы победили, да еще так ярко?
— У нас подобралась команда талантливых студентов и аспирантов МФТИ, с их помощью мы смогли придумать и реализовать эффективную математику движений роботов, алгоритмы компьютерного зрения и управляющего искусственного интеллекта, а потом переложить всё это на робота собственной разработки с топовыми для лиги характеристиками.
И у нас хорошее материально-техническое обеспечение, а также правильная общая концепция развития команды. За это нужно сказать большое спасибо нашему создателю, идеологу и руководителю Азеру Бабаеву. Благодаря ему нам доступны самые лучшие компоненты, а на соревнования мы можем выставлять необходимое количество роботов.
У бразильцев всё не так хорошо с материальным обеспечением. Это сказывается на результатах. Наша команда может позволить привезти с собой шесть роботов и, если что-то пошло не так, сразу же поменять одного на другого через процедуру замены полевого игрока. Они этого себе позволить не могли.
В прошлом году мы участвовали в чемпионате мира и тоже победили. Хотя там уже пришлось сильно напрячься и постараться сделать самое лучшее решение всех задач, которые возникают в робофутболе. У нас очень хорошая математическая подготовка сейчас. Это тоже сыграло свою роль.
— В каких соревнованиях вы участвуете?
— Наша команда называется Starkit HL, где HL — это Humanoid League (Лига гуманоидов. — «Известия»). Мы играем в самом сложном сегменте чемпионата по робофутболу, где команда должна не только запрограммировать футболиста, но и сделать этого робота целиком сама. У всех команд роботы разные. По аналогии с «Формулой-1» у нас одновременно идет еще и Кубок конструкторов. Поэтому помимо программистов у нас есть и сильная инженерная часть, которая роботов разрабатывает, изготавливает, имеет дело со всеми их «болячками» и сложностями — ведь нужно, чтобы эта конструкция играла.
«Команды не столько конкурируют, сколько сотрудничают»
— Вы делитесь технологиями с соперниками?
— Да. В нашей лиге есть негласное правило, что те, кто победил, должны поделиться своим кодом, своими наработками, для того чтобы другие команды не отставали. Если команда победила, на следующий год она должна вырасти сама над собой. Эти соревнования глубоко коллаборативные, команды не столько конкурируют, сколько сотрудничают, для того чтобы роботы становились лучше. Лига была сделана именно для этого.
Например, для нас было очевидно, что у бразильцев есть ряд конструктивных проблем с их машинами. Посмотрев на наши, они тоже это поняли. Мы предоставили им свои решения. Думаю, на следующий год они будут играть гораздо сильнее. Но и наша команда в следующем году будет еще лучше — в этом и проявляется одновременно сотрудничество и соревнование.
— Какой следующий турнир?
— Сейчас в силу не зависящих от нас причин с мировыми чемпионатами сложно, нас отовсюду удалили. Мы пока не знаем, когда будет следующий турнир.
— Как считаете, нужен чемпионат России?
— Очень нужно больше команд. Но мы пока в таком составе и с таким количеством роботов единственные в России. К примеру, в Бразилии четыре команды из этой лиги, они на соревнованиях присутствовали и играли. Есть команда в Томском университете, но она не участвует и не играет. В последний раз, когда мы к ним ездили, у нас была заметная разница в материально-технической подготовке, к сожалению.
— Что сложнее — сделать «железо» или софт?
— Сложнее всего сделать комплекс — заставить комбинацию из компьютера, камеры и датчиков вести себя как полноценный футболист: ходить, пинать мяч, ориентироваться в ситуации, понимать, где ты на поле, только по камере, по компьютерному зрению без других датчиков, договариваться с членами своей команды, кто бьет, кто защищает, кто обходит противника, понимать, где этот противник. Это требует лучших характеристик как «железа», так и софта.
Мы ставим набор самых лучших бортовых вычислителей, камер, механизмов из существующих на рынке. Робот — около 7 кг, довольно тяжелая конструкция, которая вынуждена ходить на тонких ножках, поэтому механизмы мы используем на пределе. Это сравнимо с ракетными технологиями в том плане, что ракета поднимает 2–3% своего веса. У нас не в такой жесткой пропорции, но похоже. Моторы, которые мы можем поставить, должны быть максимально легкими, но при этом максимально мощными. Из-за этого довольно часто игра кончается поломкой, поэтому «травмы» в нашем спорте, в нашей лиге — стандартная история. Мы должны сделать конструкцию робота максимально неломающейся, но при этом использовать компоненты в режиме перегрузки.
— Все роботы одинаковой конструкции?
— Да, но с небольшими индивидуальными отличиями. Постоянное усовершенствование платформы — это часть нашей лиги. Мы всегда что-то доделываем, пробуем новые решения. На каких-то роботах одно решение апробируют в условиях настоящего матча, на каких-то по-другому, но в целом это типовая конструкция, которую мы развиваем около четырех лет.
«Мы делаем акцент не на конструкции, а на коллективном искусственном интеллекте»
— Они между собой не объединены в какую-то сеть, каждый робот «думает» отдельно?
— Мы являемся частью Исследовательского центра прикладных систем искусственного интеллекта МФТИ. Мы в этих роботах акцент делаем не на конструкцию, а на коллективном искусственном интеллекте. Эти роботы «общаются», играют в команде, и у них есть строго ограниченные правилами протоколы общения по радиоканалу, примерно похожие на то, как игроки в футбол перекрикиваются друг с другом в процессе игры. Используя такие ограниченные возможности, наши роботы должны сыграть полноценную командную игру, и они это делают.
— Существует тест Тьюринга, который должна пройти машина, чтобы считаться полноценным искусственным интеллектом. А есть ли в робофутболе что-то подобное?
— В нашей лиге декларируется цель к 2050 году собрать такую команду роботов-футболистов, которая будет играть наравне с людьми и иметь шансы на победу. Это идет сквозь всю игру. Наши роботы играют на поле с искусственной травой, на котором даже люди бегают и чувствуют себя комфортно. Мы играем нормальным футбольным мячом — он надувной кожаный, просто чуть меньше, чем обычно. В этом и соль, что робот, как бездушная железка, должен сориентироваться в мире, который является копией человеческого, только уменьшенной, и в нем чувствовать себя достаточно комфортно, чтобы сыграть в нормальную коллективную игру командой из четырех игроков.
— Не хотите сделать тренером сверхмозг, который будет им объяснять задачи?
— В нашей лиге запрещено внешнее управление роботами, они должны сыграться как команда. Но я не удивлюсь, если через два-три года такая сущность действительно появится и будет прописана в правилах. Правила у нас каждый год меняются, усложняются, впитывая в себя прогресс, который делают команды.
— Есть что-то, что делают живые футболисты, чему вам не удалось научить ваших роботов?
— Финты и обводки есть, пасы есть. Удара головой нет. Могут чуть-чуть прыгнуть, но работы головой еще не бьют, потому что нет навесов.
