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Roboter-Fußballspiel in Osaka
Aibo-Spiel beim Robocup 2005 in Osaka

Spielfreude als Technologie-Treiber

Idee und Geschichte
des RoboCup

Seinen ersten Roboterwettbewerb sah Hiroaki Kitano im Jahr 1991. Der japanische Informatiker war damals als Gastwissenschaftler an der Carnegie Mellon University in Pittsburgh. Was er sah, enttäuschte ihn sehr. "Die Roboter bewegten sich sehr langsam, blieben minutenlang stehen, bewegten sich dann wieder ein bisschen und so weiter", erinnert er sich. "Es war sehr langweilig."

von Hans-Arthur Marsiske, 31.03.2006

 

Das Erlebnis inspirierte Kitano jedoch, nach interessanten, herausfordernden Aufgaben zu suchen, für deren Realisierung schnelle Roboter erforderlich waren. Als er mit der Idee, Fußballturniere für Roboter zu veranstalten, an die Öffentlichkeit trat, war die Resonanz überwältigend. Ursprünglich hatte er den Wettbewerb auf Japan beschränken wollen. "Aber ich bekam sofort E-Mails aus Europa und den USA, in denen vorgeschlagen wurde, das Vorhaben gleich international anzulegen."

 

Von der Hallen-Ecke zur Messe

Nach einigen Machbarkeitsstudien und einem Testturnier war es im August 1997 dann soweit: Im Rahmen der "International Joint Conference on Artificial Intelligence" im japanischen Nagoya kickten zum ersten Mal Roboter in drei verschieden Ligen um den WM-Titel. Für die 38 Teams aus elf Ländern reichte damals noch die Ecke einer Konferenzhalle.

 

Für die zehnte RoboCup-WM, die vom 14. bis 20. Juni erstmals in Deutschland stattfindet, mussten in Bremen dagegen drei komplette Messehallen reserviert werden. Die Veranstalter rechnen mit über 300 Teams aus etwa 40 Ländern - und bis zu 40.000 Zuschauern, die das Hightech-Sportereignis vor Ort miterleben wollen. Mit diesem Jubiläums-Turnier wird die RoboCup-Initiative ein knappes Fünftel auf dem Weg zum ehrgeizigen Fernziel zurückgelegt haben. Denn bis zum Jahr 2050, so die selbst gestellte Herausforderung, sollen humanoide Roboter gegen den menschlichen Fußballweltmeister spielen - und gewinnen.

 

Roboter lernen schnell

Bislang müssen die Kicker aus Fleisch und Blut die mechanische Konkurrenz noch nicht fürchten. "Der RoboCup ist noch ein Kind", sagt Kitano. "Aber er ist auch kein Baby mehr." Insbesondere organisatorisch habe er sich gut entwickelt und stehe mittlerweile auf eigenen Füßen. Technologisch dagegen gebe es auf dem Weg zum WM-Titel noch viel zu tun.

 

Doch die Fußballroboter lernen rasend schnell dazu. Während anfangs noch diejenigen gewannen, die zuerst den Ball fanden - was durchaus einige Minuten dauern konnte - , bewegen sich die heutigen Mechanokicker schon sehr viel rasanter und liefern sich packende Begegnungen. Wer sich bei den Turnieren Hoffnungen auf gute Platzierungen machen will, muss sich bei der Konstruktion und Programmierung von Jahr zu Jahr etwas Neues einfallen lassen. Die Gegner tun es schließlich auch, zudem werden die Spielbedingungen ständig erschwert.

 

Gedacht für den anderen Einsatz

Denn so unterhaltsam Roboterfußball für die Zuschauer sein kann - in erster Linie soll der Wettbewerb die Entwicklung von Technologien der Robotik und Künstlichen Intelligenz vorantreiben. Das Fußballspiel dient als einheitliche Testumgebung für autonome, mobile Roboterteams, die den direkten Vergleich verschiedener Ansätze erlaubt. Roboter, die sich hier behaupten und unter ständig sich verändernden Bedingungen, mit unvollständigen Informationen und gegen einen Widersacher planvoll ein Ziel verfolgen, können noch ganz andere Dinge. Mit geringfügigen Modifikationen könnten sie auch in Büro, Betrieb, Haushalt oder im Gelände zum Einsatz kommen.

Um das noch deutlicher herauszustellen, ist der reine Fußballwettbewerb, der in verschiedenen Spielklassen ausgetragen wird, im Lauf der Jahre um andere, stärker anwendungsorientierte Ligen ergänzt worden. So gibt es seit 2001 einen Wettbewerb für Rettungsroboter und Katastrophensimulationen. Und bei der diesjährigen WM in Bremen wird erstmals die Liga "RoboCup@Home" vorgestellt, bei der die Interaktion zwischen Mensch und Roboter in Alltagsszenarien, etwa beim Gepäcktransport am Flughafen, im Mittelpunkt steht.

 

Zweifel am Fernziel

Immer größere Bedeutung bekommt daneben der Junioren-Wettbewerb für Schülerinnen und Schüler. Schließlich sind die potenziellen Konstrukteure der WM-Roboter von 2050 heute noch im Kindergarten oder noch gar nicht geboren. Kitano schätzt die Zahl der weltweit im Rahmen des RoboCup aktiven Schülerinnen und Schüler auf 20.000 bis 40.000. In australischen Schulen ist der RoboCup bereits Bestandteil der Lehrpläne.

 

Angesichts der Schwierigkeiten, die so grundlegende Fertigkeiten wie Selbstlokalisierung, Pfadplanung oder Kooperation heute noch bereiten, können indessen leicht Zweifel angesichts des Fernziels aufkommen. Die Frage, ob Roboter wirklich bis 2050 die Fußball-WM gewinnen können, ist denn auch innerhalb der RoboCup-Gemeinde umstritten.

 

Neue Art von Wissenschaft

Sie ist aber nicht wirklich entscheidend. Selbst wenn die Roboter in 44 Jahren den Einzug ins WM-Finale verpassen sollten, wird die RoboCup-Initiative nicht vergeblich gewesen sein. "Wichtig ist der Versuch", sagt Hans-Dieter Burkhard, Professor für Künstliche Intelligenz an der Humboldt-Universität in Berlin und Vize-Präsident der International RoboCup Federation. "Ob es klappt oder nicht: Hinterher sind wir in jedem Fall schlauer."

Hans-Dieter Burkhard
Hans-Dieter Burkhard

Burkhard ist ein RoboCup-Veteran. Als einziger deutscher Teilnehmer ist er seit der ersten Weltmeisterschaft im Jahr 1997 dabei, gewann damals den Titel in der Simulationsliga. Für ihn ist der RoboCup auch eine neue Art Wissenschaft zu betreiben, die nicht nur vom gegenwärtigen Erkenntnisstand ausgehend den jeweils nächsten möglichen Schritt plant. "Stattdessen setzen wir uns dieses Ziel in einer ferneren Zukunft und rechnen zurück", sagt er.

 

Vom Roboter lernen?

"Wenn wir im Jahr 2050 mit Robotern die Fußball-WM gewinnen wollen, müssen wir wenigstens 2040 das Energieproblem gelöst haben, müssen 2030 mit den Maschinen im Freien spielen können, darf es 2020 keine Bildverarbeitungsprobleme mehr geben und so weiter. Dann müssen wir überlegen, wer sich mit wem zusammentun muss, um diese Etappenziele in der gegebenen Zeit erreichen zu können. Von all dem gehen sehr kreative Impulse aus."

 

Bislang lernen beim Fußball noch praktisch ausschließlich die Roboter von den Menschen. Es ist aber nur eine Frage der Zeit, bis auch in der umgekehrten Richtung Lernprozesse ablaufen werden. So könnten etwa Softwareagenten mit den Daten realer Spiele gefüttert werden, sodass die Begegnungen nachträglich im Computer in verschiedenen Varianten noch einmal durchgespielt werden können. Auf diese Weise ließe sich simulieren, welche Auswirkungen Auswechselungen einzelner Spieler hätten haben können. Für bevorstehende Begegnungen ließen sich unterschiedliche Spieltaktiken erproben und Trainingspläne optimieren.

 

Gewiss werden solche, auf RoboCup-Technologie gestützten Computeranalysen beim Spitzenfußball bald so selbstverständlich werden, wie sie es bei der Leichtathletik heute schon sind. Und wenn die Menschen auch im Jahr 2050 die Herren des Rasens bleiben wollen, dürften sie gut beraten sein, sich auf typisch menschliche Tugenden zu besinnen. Denn mit Disziplin, Effektivität und Präzision dürften die Robokicker kaum zu knacken sein. Das können Maschinen in der Regel besser als Menschen. Aber werden sie jemals etwas gegen Fantasie, Intuition und Spielfreude ausrichten können?