Googles DeepMind bringt kleinen humanoiden Robotern flüssiges Fußballspielen bei
Kleine humanoide Roboter spielen nun flüssiger Fußball. Googles DeepMind hat dazu verstärkendes Lernen benutzt. Die Roboter verbessern sich außerdem selbst.
(Bild: DeepMind (Screenshot))
Mit Machine-Learning-Techniken haben Spezialisten für Künstliche Intelligenz (KI) von Googles britischer KI-Schmiede DeepMind kleinen humanoiden Roboter das Fußballspielen beigebracht. Die Roboter entwickeln erstaunliche Fähigkeiten im Spiel eins gegen eins.
Bei den verwendeten Robotern handelt es sich um Robotis OP3-Roboter, einem Open Platform Humanoid Projekt, wie aus der Studie "Learning agile soccer skills for a bipedal robot with deep reinforcement learning" hervorgeht, die in Science Robotics veröffentlicht ist. Die Roboter sind etwa 51 cm groß und wiegen 3,5 kg.
Der OP3-Roboter verfügt über insgesamt 20 Freiheitsgrade im Körper und den Extremitäten. Als Aktuatoren werden XM430-W350R eingesetzt, die kompakt sind, zugleich aber reaktionsschnell arbeiten und das nötige Drehmoment aufbringen. Angesteuert werden sie von einer Intel NUC i3 mit Intel Core i3 Prozessor. Als Sub Controller wird ein OpenCR eingesetzt. An Sensoren verfügen die Roboter über Gyroskope, Beschleunigungsmesser und Magnetometer, die in drei Achsen messen. Hinzu kommt eine Logitech C920 HD Pro Webcam, die visuell die Umgebung erfasst. Eine LiPo-Batterie mit 1800 mAh Stunden sorgt für die nötige Energie.
Trainiert mit Videos
Zunächst wurden die Roboter mittels verstärkenden Lernens in Computersimulationen trainiert. Dabei wurde der Fokus auf die am häufigsten benötigten Skills, wie etwa das Aufstehen nach einem Sturz und ein Torschuss, gelegt. Die DeepMind-Forscher trainierten das System zusätzlich mit einer großen Menge an Videos und anderen Daten. Die Roboter konnten so erlernen, was ein Fußballspiel ausmacht und den Drang zum Tor erlangen.
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Nachdem die virtuellen Roboter das Fußballspielen in Grundzügen beherrschten, übertrugen die Wissenschaftler das System auf mehrere OP3-Roboter. Zusätzlich spendierten sie ihnen Algorithmen, die es ihnen ermöglichen, ihre Fähigkeiten und Spielweise durch Lernen auszubauen. Während eines Eins-gegen-eins-Spiels verbesserten die Roboter ihre Fähigkeiten und ihr Spiel kontinuierlich. Bewegungen liefen flüssiger ab als bei vergleichbaren Robotern, die mit herkömmlichen Techniken trainiert wurden. So gelingt es den DeepMind-Robotern beispielsweise nach einem Umfaller schneller und eleganter wieder auf die Beine zu kommen.
Die Roboter lernten auch, wie sie durch eine angetäuschte Drehung den Gegner zu einer falschen Bewegung zwingen können, um sich dadurch den nötigen Raum zum Tor zu verschaffen.
Die Forscher von Googles DeepMind sehen ihre Roboter besser aufgestellt als andere Fußballroboter, die mit Standard-Techniken trainiert wurden. Bewiesen haben sie das in einem Wettbewerb allerdings noch nicht.
(olb)