Wenn Roboter Fußballprofis das Fürchten lehren

Der RoboCup-Wettbewerb wurde lange Zeit als bloße Spielerei belächelt. Doch Forscher aus anderen Sparten sehen in den kickenden Maschinen heute die hohe Kunst der Robotik. Bis zum Jahr 2050 sollen autonom agierende humanoide Roboter besser Fußball spielen können als Menschen. Genauer gesagt: Ein Roboterteam soll nach den offiziellen Fifa-Regeln gegen den dann amtierenden Weltmeister antreten und gewinnen. Das ist das erklärte Ziel der internationalen RoboCup-Initiative, die im chinesischen Suzhou bei Shanghai gerade ihr zwölftes jährliches WM-Turnier beendet hat. Das Vorhaben löst wahlweise spontane Begeisterung, Befremden oder Ängste aus. Insbesondere Fachleute reagieren aber auch heute noch gerne mit herablassendem Naserümpfen. Roboterfußball sei ja keine ernsthafte Wissenschaft, heißt es etwa. Das Fußballfeld sei viel zu einfach strukturiert, um an die Orientierung der Roboter nennenswerte Anforderungen zu stellen. Als didaktisches Hilfsmittel zur Motivation von Schülern und Studenten mag man einen solchen Wettbewerb vielleicht noch gelten lassen.

Aber wirkliche Forschung und Entwicklung, so eine verbreitete Meinung, fänden woanders statt. Zum Beispiel beim Militär. Dort gibt es klare, quantitative Vorgaben: Bis zum Jahr 2015, so die Forderung des US-Kongresses, soll ein Drittel der Bodenfahrzeuge im Kampfeinsatz unbemannt fahren. Um diesem Ziel näher zu kommen, hat die US-Militärforschungsbehörde Darpa (Defense Advanced Research Projects Agency) seit 2004 „Grand Challenges“ veranstaltet, Wettbewerbe für autonome Fahrzeuge, die zunächst eine einsame Wüstenstrecke bewältigen und vor knapp einem Jahr bei der „Urban Challenge“ auch im simulierten Stadtverkehr zurechtkommen mussten.

Unbefestigte Wüstenwege und ein komplexes städtisches Straßensystem – das klingt erst einmal wirklichkeitsnäher als Roboterfußball. Allerdings hat auch die Darpa ihre Teilnehmer nicht auf die ungeschminkte Realität losgelassen. So wurde die Wüstenstrecke zuvor planiert, um sie für die Sensoren der Fahrzeuge besser erkennbar zu machen. Kurven waren durch GPS-Koordinaten recht präzise definiert. Und im simulierten Stadtverkehr fehlten die Fußgänger und Zweiradfahrer vollständig.

Wer beim Roboterfußball das einfach strukturierte Spielfeld bemängelt, sollte zudem nicht vergessen, dass sich die Positionen der Spieler und des Balles auf diesem Feld ständig verändern – mit Geschwindigkeiten, die im Verhältnis zur Feldgröße um ein Vielfaches schneller sind als die der Fahrzeuge bei der Urban Challenge. Vor diesem Hintergrund kann es dann kaum noch überraschen, dass sich am RoboCup teilnehmende Forscherteams im vergangenen Jahr auch bei der Urban Challenge bewährten. Die einst mit den „FU Fighters“ auf dem Fußballfeld gesammelten Erfahrungen brachten das „Team Berlin“ von der Freien Universität Berlin als eines von vier deutschen Teams ins Halbfinale des Darpa-Wettbewerbs. Dabei mussten die Berliner mit weniger als einem Zehntel des Budgets der späteren Siegerteams auskommen. Ihr Fahrzeug, das sie für 25000 Dollar bei Ebay in Kanada ersteigert hatten, dürfte das billigste im gesamten Wettbewerb gewesen sein.

Bei dem europäischen Gegenstück zu den Darpa-Wettbewerben in den USA, dem „European Land-Robot Trial“ (Elrob), war es im Juli ähnlich. Zu den verschiedenen militärischen Einsatzszenarien, die mithilfe von Robotern auf dem Übungsgelände der Bundeswehr bei Hammelburg bewältigt werden sollten, zählte auch die Bewachung eines Camps.

Während alle anderen Teams ferngesteuerte Roboter einsetzten, nahm lediglich ein ehemaliger RoboCup-Teilnehmer den Wunsch der Veranstalter nach mehr Autonomie ernst und schickte einen autonom agierenden Roboter aufs Gelände. Dem gelang es auch tatsächlich, einen Eindringling zu identifizieren. Alexander Kleiner von der Universität Freiburg, der es auch ins Finale der TechX Challenge, einem Wettbewerb der Militärforschungsbehörde Singapur, geschafft hat, dürfte diese Erfolge unter anderem der mehrmaligen Teilnahme an den Wettbewerben der RoboCup Rescue League verdanken.

Vielleicht ist das der springende Punkt: Vielen, die ihr Urteil über den RoboCup einmal gefällt und seitdem nicht mehr überprüft haben, scheint entgangen zu sein, dass das Turnier weit mehr beinhaltet als Fußball. Auf dem Spielfeld stellen sich zwar grundlegende Fragen – etwa zur Selbstlokalisierung, Verhaltensauswahl, Kooperation oder zur Frage, wie man Zweibeiner rennen und springen lässt –, deren Lösungen sind aber auch für viele kommerziell interessante Anwendungen wichtig. Aber den RoboCup-Initiatoren war von vornherein bewusst, dass sich solche Anwendungen nicht immer von selbst entwickeln und häufig zusätzlicher Forschungsanstrengungen bedürfen. Daher wurden und werden neben den Fußballwettbewerben zusätzliche Wettbewerbe eingerichtet.

Der seit 2001 ausgetragene Wettbewerb für Rettungsroboter, RoboCup Rescue, hat sich mittlerweile bereits als weltweit anerkannte, standardisierte Testumgebung etabliert. Wer daran zweifelt, sollte einen Blick in das gerade erschienene „Springer Handbook of Robotics“ werfen, ein 1600 Seiten starkes Standardwerk, das den gegenwärtigen Stand der Robotik zusammenfasst. Mit Satoshi Tadokoro, Daniele Nardi und Adam Jacoff zählen die maßgeblichen Organisatoren von RoboCup Rescue zu den Autoren des Kapitels „Search and Rescue Robotics“, das sich zudem mehrfach in Text und Bild auf den RoboCup bezieht.

Eine ähnliche Entwicklung dürfte dem 2006 eingerichteten Wettbewerb RoboCup@Home für Serviceroboter im Haushalt bevorstehen. Wer bei der RoboCup-WM in Suzhou zusah, wie sich Roboter in einer nachgestellten Wohnumgebung orientierten, wie sie Gegenstände fanden und transportierten, Gesichter wiedererkannten, dabei selbstverständlich nur über Sprache oder Gesten gesteuert wurden und wie sie immer wieder auch auf Schwierigkeiten stießen – wer all das mitverfolgte, musste sich unwillkürlich fragen, wie viele der auf Messen und in Medienberichten oft großspurig angepriesenen Roboter hier überhaupt mithalten könnten.

Als deutscher Zuschauer wüsste man zum Beispiel gern, wie sich die vom Bundesforschungsministerium mit knapp sieben Millionen Euro geförderte Deutsche Servicerobotikinitiative „Desire“ in der Arena von RoboCup@Home bewähren würde oder der in den Medien sehr präsente „Care-O-Bot“ des Stuttgarter Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA).

Schon in fünf Jahren könnte es so weit sein, dass niemand mehr ernst genommen wird, der seine Robotikprodukte nicht dem unerbittlichen Test dieses Wettbewerbs unterworfen hat. Wer immer noch hochnäsig auf den RoboCup herabschaut, der sollte seine Haltung daher dringend einmal überdenken.

Derzeit werden neu entwickelte Roboter zumeist in den hauseigenen Labors oder auf Messeständen vorgeführt, jedenfalls unter Bedingungen, die von den Entwicklern selbst entworfen und kontrolliert werden. Wie viel aussagekräftiger ist da eine Testumgebung, die für alle gleich ist und in gemeinschaftlicher Diskussion von Jahr zu Jahr dem Stand der Technik entsprechend weiterentwickelt wird. Technologien, die den Alltag zukünftiger Generationen prägen werden, sollten im breitestmöglichen Wettbewerb der Ideen und in aller Öffentlichkeit entwickelt werden. Dafür steht der RoboCup und dafür verdient er jede Unterstützung. Im Jahr 2050 sollen Roboter gegen Spitzenfußballer antreten. Dann werden Maschinen ebenso beweglich, planvoll und entscheidungsstark spielen wie Menschen, sagen Forscher voraus