{"id":29516,"date":"2018-06-12T12:45:37","date_gmt":"2018-06-12T10:45:37","guid":{"rendered":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/?p=29516"},"modified":"2018-06-12T13:56:30","modified_gmt":"2018-06-12T11:56:30","slug":"uni-roboter-bembelbots-auf-torjagd","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/studium\/uni-roboter-bembelbots-auf-torjagd\/","title":{"rendered":"Uni-Roboter \u00bbBembelbots\u00ab auf Torjagd"},"content":{"rendered":"
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Team-Mitglieder des Joint Robotics Lab (JRL) von links nach rechts: Timm Hess, Jens Siegl, Kyle Rinfreschi, Felix Weiglhofer und die Roboter-Mannschaft \u00bbBembelbots\u00ab. Foto: Lecher<\/figcaption><\/figure>\n

Das Joint Robotics Lab ist ein Gemeinschaftsprojekt verschiedener Professuren des Instituts f\u00fcr Informatik an der Goethe-Universit\u00e4t. Studierende erforschen und entwickeln hier komplexe Algorithmen der k\u00fcnstlichen Intelligenz f\u00fcr autonome Systeme wie Fu\u00dfball spielende Humanoid-Roboter \u2013 die \u00bbBembelbots\u00ab.<\/strong><\/em><\/p>\n

Anita muss liefern. Der Roboter ist die St\u00fcrmerin der Fu\u00dfball spielenden Roboter-Mannschaft \u00bbBembelbots\u00ab. Zielstrebig trippelt sie auf den Ball zu und l\u00e4uft erst mal daran vorbei. Der schwarz-wei\u00dfe Ball ist f\u00fcr den Roboter schwer zu erkennen. Zu \u00e4hnlich sind die Farben Schwarz und Wei\u00df denen des Feldes, der Tore, der Mitspieler.<\/p>\n

Das \u00bbTraining\u00ab der \u00bbBembelbots\u00ab im Souterrain des Informatik-Geb\u00e4udes auf dem Campus Bockenheim l\u00e4uft nicht rund. Noch nicht. Wer das Tor schie\u00dft, entscheiden die besten Algorithmen. \u00bbJedes Jahr werden die Regeln der RoboCup-Wettbewerbe versch\u00e4rft\u00ab, erz\u00e4hlt Timm Hess, Masterstudent der Informatik: \u00bbFr\u00fcher war der Ball orange, die Tore waren massiv, gelb und blau.<\/p>\n

Rund um das Feld ordnete man eindeutige Landmarken \u00fcber einer Bande an. Die Bande sorgte wiederum daf\u00fcr, dass die Roboter das f\u00fcr die Bilderkennung st\u00f6rende Publikum nicht \u203asehen\u2039 konnten. \u00ab Heute sehen das Fu\u00dfballfeld und die Spielelemente genauso aus wie beim herk\u00f6mmlichen Fu\u00dfball, nur stark verkleinert: wei\u00dfe Tore mit Netzen und ein schwarz-wei\u00dfer Ball.<\/p>\n

Das Spiel und seine Umgebung sollen dem menschlichen Fu\u00dfball immer \u00e4hnlicher werden. Der Anspruch an Hardware und Software wird deshalb immer gr\u00f6\u00dfer. Die Informatik- Studierenden des Joint Robotics Lab m\u00fcssen ihren Robotern jetzt den Farbwechsel von orangem auf schwarzwei\u00dfen Ball \u00bbantrainieren\u00ab. Mitte Juni geht es schlie\u00dflich nach Montreal zur RoboCup-Weltmeisterschaft.<\/p>\n

PRAXISBEZ\u00dcGE GESTALTEN<\/h3>\n
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In der \u00bbStandard Platform League\u00ab des RoboCups spielen alle mit dem gleichen Fu\u00dfball-Roboter.<\/figcaption><\/figure>\n

Moni, Headbanger, Ritchie, Jutta, Yolanda und Anita. Den Fu\u00dfball-Robotern auf zwei Beinen gaben die Studierenden durchaus skurrile Namen. Sie sind einem Sketch des hessischen Komiker-Duos Badesalz entlehnt. Auch der Teamname \u00bbBembelbots\u00ab sorgt regelm\u00e4\u00dfig f\u00fcr Lacher. \u00bbSo viel Humor muss sein\u00ab, meint Jens Siegl verschmitzt. Der Informatik-Master-Student ist von Anfang an dabei.<\/p>\n

Die \u00bbBembelbots\u00ab wurden 2009 ins Leben gerufen. Seither t\u00fcfteln im Schnitt rund zehn Studierende in wechselnder Besetzung daran, die menschlich wirkenden Roboter st\u00e4ndig zu verbessern. \u00bbDas Studium an der Uni kann manchmal sehr trocken und theoretisch sein. Da kommt die Praxis schnell zu kurz. Deshalb haben wir diese Arbeitsgemeinschaft gegr\u00fcndet\u00ab, erz\u00e4hlt Jens Siegl weiter.<\/p>\n

\u00bbBei uns lernen und \u00fcben wir die verschiedenen Programmiersprachen. Und wenden sie direkt an.\u00ab Es gehe vor allem darum, im Team gemeinsam Software zu entwickeln, sagt Siegl. Und nat\u00fcrlich um den Spa\u00df an der Robotik. \u00bbDie Fu\u00dfball spielenden Roboter motivieren in so vielen Bereichen, dass man eigentlich jedem Studierenden w\u00fcnschen m\u00f6chte, einmal ein wenig f\u00fcr diese Teams zu programmieren\u00ab, sagt Prof. Lars Hedrich.<\/p>\n

Er ist einer von vier Professoren, die das Joint Robotics Lab unterst\u00fctzen. Aus gutem Grund: \u00bbF\u00fcr mich sind die \u00b4Bembelbots` auch technisch sehr interessant und zukunftsweisend. Es sind viele Verkn\u00fcpfungen zu Lehr- und Forschungsveranstaltungen vorhanden.\u00ab<\/p>\n

DIE ROBOTER-PLATTFORM<\/h3>\n
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Das Trikot der \u00bbBembelbots\u00ab d\u00fcrfte eines der originellsten sein.<\/figcaption><\/figure>\n

Die autonomen, humanoiden Roboter sind etwa 60 Zentimeter hoch und wiegen ungef\u00e4hr f\u00fcnf Kilogramm. Bei den \u00bbBembelbots\u00ab ist das Modell NAO von der Firma SoftBanks im Einsatz. Mehr als 6.000 Euro kostet ein Exemplar. Die aktuelle Version hat 25 \u00fcber Servomotoren steuerbare Gelenke: elf f\u00fcr die Beine, zwei zum Bewegen des Kopfes sowie sechs pro Arm.<\/p>\n

\u00bbDie Augen, die wir bei den Robotern sehen, sind nur f\u00fcr die menschliche Anmutung da. Zwei LED-Blinklichter, mehr nicht\u00ab, erkl\u00e4rt Kyle Rinfreschi, Bachelor-Studierender der Informatik. \u00bbSehen \u2013 in Anf\u00fchrungszeichen \u2013 k\u00f6nnen die Roboter mit zwei im Kopf \u00fcbereinander angeordneten Kameras. Das sind die Hauptsensoren. Die nimmt man als Betrachter aber so gut wie nicht wahr.\u00ab<\/p>\n

Ein ebenfalls wichtiger Sensor ist der Inertialsensor im K\u00f6rper des Roboters. Er sorgt f\u00fcr die Korrektur dynamischer Bewegungen und misst in drei Achsen Beschleunigung und Drehgeschwindigkeit. Au\u00dferdem enth\u00e4lt jeder Roboter Ultraschallsensoren in der Brust und Drucksensoren unter den F\u00fc\u00dfen. So kann der Rechner im Roboter seine Position, Stellung und Last abfragen.<\/p>\n

DYNAMISCHE ROBOTERBEWEGUNGEN<\/h3>\n

Von alleine k\u00f6nnen die NAOs das nat\u00fcrlich nicht. Auch wenn sie selbstlernende, autonome Roboter sind: Programmiert werden sie von ihren menschlichen Coaches, und das ist durchaus sehr arbeitsintensiv: \u00bbIch habe allein ein ganzes Semester daf\u00fcr ben\u00f6tigt, meinen \u203aBembelbot\u2039 so zu programmieren, dass er von alleine wieder aufsteht, wenn er umgefallen ist\u00ab, erz\u00e4hlt Kyle Rinfreschi. Das stabile humanoide Laufen ist eine gro\u00dfe Herausforderung.<\/p>\n

Vor allem, weil der Oberk\u00f6rper einen Gro\u00dfteil der Masse des Roboters ausmacht. Da kommt ein \u00bbBembelbot\u00ab bei seinen Hauptbewegungen schon mal ins Trudeln. Laufen auf einen bestimmten Punkt in einem bestimmten Tempo, Schie\u00dfen und Aufstehen \u2013 all das sind komplexe Aufgaben, die das Zusammenspiel von Hunderten Algorithmen erfordern. Die gr\u00f6\u00dfte Anstrengung dabei ist, dem Roboter beizubringen, Fu\u00dfball in der Gruppe zu spielen.<\/p>\n

FAST WIE BEIM ECHTEN FUSSBALL<\/h3>\n
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Fussball-WM der Algorithmen – Frankfurter Humanoid-Roboter Bembelbots auf Torjagd<\/figcaption><\/figure>\n

Beim RoboCup spielen Roboter in verschiedenen Ligen Fu\u00dfball. Das Ziel der RoboCup Federation: Bis zur Mitte des Jahrhunderts soll eine vollst\u00e4ndig autonome Roboter-Mannschaft den dann amtierenden menschlichen Weltmeister besiegen. Eine dieser Ligen ist die RoboCup Standard Platform League (SPL). Hier spielen die \u00bbBembelbots\u00ab mit. Die Besonderheit dieser Liga:<\/p>\n

\u00bbSie ist die einzige RoboCup-Fu\u00dfball-Liga, bei der alle teilnehmenden Teams den gleichen NAO-Roboter nutzen m\u00fcssen. So haben alle die gleichen Grundbedingungen, die gleichen Chancen\u00ab, erkl\u00e4rt Timm Hess. \u00bbSie unterscheiden sich nur in Farbe oder Trikot. Und der Software.\u00ab F\u00fcnf Roboter stehen bei diesen Wettbewerben auf dem Platz. Das ist derzeitiger Standard.<\/p>\n

SCHIESSEN ODER PASSEN<\/h3>\n

Zuletzt nahmen die \u00bbBembelbots\u00ab an den deutschen Meisterschaften in Magdeburg teil. Warm-up f\u00fcr die Weltmeisterschaft in Montreal. Dort trafen sie auf die anderen deutschen Teams. Die Besten seien das Team \u00bbB-Human\u00ab von der Universit\u00e4t Bremen, erz\u00e4hlen die Frankfurter Studierenden. Harte Konkurrenzgefechte liefern sich die teilnehmenden RoboCup-Teams allerdings nicht.<\/p>\n

Im Vordergrund steht der offene Austausch von Informationen und auch von Software. Eine der Regeln der RoboCup Federation besagt sogar, dass die besten Teams einer Weltmeisterschaft Teile ihrer Software dokumentieren und ver\u00f6ffentlichen m\u00fcssen. Viele Mannschaften stellen auch ohne diese Regel Software als Open Source bereit, legen mehr offen, als sie eigentlich m\u00fcssten.<\/p>\n

Dadurch konnten sich im Laufe der Jahre einige Bewegungsans\u00e4tze als besonders erfolgreich etablieren. \u00bbDeep Learning\u00ab etwa ist der neueste Trend: Roboter sollen eigenst\u00e4ndig Objekte erkennen lernen. So wird \u2013 das hoffen alle \u2013 auch \u00bbBembelbot\u00ab-St\u00fcrmerin Anita w\u00e4hrend der WM in Montreal den schwarz-wei\u00dfen Ball treffen und ein Tor schie\u00dfen.<\/p>\n

Autorin: Heike J\u00fcngst<\/em><\/p>\n

Dieser Artikel ist in der Ausgabe 39 des Alumni-Magazins Einblick erschienen.<\/strong><\/em><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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