Robocup 2017: Comment s'entraînent des robots pour une Coupe du monde de football ?

20.03.17

SnT
Université du Luxembourg
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La RoboCup, le mondial de football robotisé, aura lieu en juillet au Japon. L'équipe Luxembourg United de l'Université, composée de 8 robots humanoïdes NAO, s'est également qualifiée pour la compétition.

Le gardien, grâce auquel l'équipe luxembourgeoise de football est parvenue à se qualifier pour la prochaine Coupe du monde, s'est tellement surpassé qu'il a perdu sa tête lors d'un de ses sauts. Celle-ci s'est littéralement brisée. Cela semble abrupt, mais c'est pourtant la réalité. Par souci d'exhaustivité, il faut mentionner que ce n'est bien sûr pas le gardien de l'équipe nationale luxembourgeoise qui a perdu la tête, mais bien celui de l'équipe Luxembourg United. Et les joueurs de celle-ci ne sont pas rancuniers lorsqu'un tel incident se produit, car ce sont tous des robots.

Derrière cette équipe créée en 2016, qui se compose de huit robots humanoïdes NAO (quatre joueurs, un gardien et trois remplaçants), se cache la jeune équipe de recherche du Social Robots Lab, dirigée par Patrice Caire. L'informaticienne de l'Université du Luxembourg est experte dans le domaine de l'intelligence artificielle (IA) et a créé cette équipe de football en vue d'attirer de nouveaux étudiants dans ce domaine de recherche.

En outre, les participants à la RoboCup, qui se tiendra cette année à Nagoya, au Japon, poursuivront un objectif très ambitieux, à savoir le développement conjoint, d'ici 2050, d'une équipe de football robotisée capable de battre le champion du monde en titre de football humain.

Toutefois, les équipes se concentrent tout d'abord sur la Coupe du monde au Japon. Et Patrice Caire espère bien que son équipe sera du voyage. Car bien qu'elle soit l'une des 30 équipes mondiales qualifiées pour la Coupe du monde, l'équipe Luxembourg United figure encore sur la liste d'attente. En effet, seules 24 équipes pourront prendre part à la compétition. Sachant que de plus en plus d'équipes se retirent, Patrice Caire a plutôt bon espoir de voir son équipe figurer parmi les participants. Mais pour atteindre cet objectif, il faudra toutefois que la jeune équipe luxembourgeoise trouve davantage de sponsors. Car jusqu'à fin du mars, les équipes doivent se faire inscrire.

Patrice Caire, comment se préparent les robots pour une Coupe du monde ?

Nous travaillons intensément aux préparatifs. Et ce, pas seulement pour la Coupe du monde au Japon, mais également pour la participation au RoboCup German Open à Magdebourg. Nous serons également présents avec notre équipe au Springbreak Luxembourg le 22 mars. L'un des principaux défis que nous tentons de relever actuellement consiste à tout faire pour que les robots distinguent correctement le ballon.

Les participants à la RoboCup ont encore joué l'an dernier avec une balle rouge, mais jouent à présent avec un véritable ballon de football. Est-ce plus difficile ?

Oui, absolument. Les « yeux » des robots ne sont pas aussi performants que ceux des humains. Ils pouvaient donc mieux discerner la balle rouge, car celle-ci se distinguait bien du terrain vert et des robots gris. Avec un ballon blanc et noir, l'exercice est bien plus difficile. Afin qu'ils puissent mieux le reconnaître, nous travaillons aux algorithmes.

Nous nous rapprochons progressivement des conditions réelles dans le but de pouvoir atteindre notre objectif fixé pour 2050, ce qui s'avère de plus en plus complexe au fil des ans. L'an dernier, par exemple, nous avons remplacé le gazon feutré par du gazon synthétique. Et nous avons constaté que l'équilibre des robots était plus fragile sur le gazon synthétique de 8 mm de haut que sur le sol. Comme nous avions déjà développé un très bon algorithme, nous avons pu introduire ce changement avec succès.

Quelles sont les prochaines adaptations aux conditions réelles ?

Le prochain défi de taille consistera à jouer lorsque les conditions de lumière changent. Jusqu'à présent, les terrains de sport ont toujours été éclairés de façon uniforme. Mais lorsque les robots jouent à la lumière du jour, ils doivent également s'adapter aux changements de luminosité et aux ombres. C'est important. Après tout, à l'avenir, ces robots devront nous faciliter la vie au quotidien, qui est également le théâtre de changements constants dans notre environnement.

Pendant le tournoi, les robots jouent-ils de façon autonome, ou devez-vous aussi intervenir ?

Non, les robots jouent de façon totalement autonome et décident donc eux-mêmes de leurs actions. Nous ne pouvons même pas encore utiliser d'appareils avec fonction WiFi pendant les matches, afin de garantir que les joueurs ne sont pas commandés depuis l'extérieur. Les robots doivent donc veiller eux-mêmes à passer le ballon au joueur adéquat.

Comment joue l'équipe Luxembourg United ?  Plutôt de manière offensive ou défensive ?

Cela dépend. Les joueurs ont été conçus de façon à être interchangeables en cas de besoin et à pouvoir dès lors occuper différents postes au sein de l'équipe. Nous travaillons avec un système de répartition dynamique des rôles (Dynamic Role Assignment). Celui-ci se révèle également essentiel car sans lui, il existe un risque que la batterie ne tienne pas si un joueur doit beaucoup courir ou tirer.

Les joueurs sont-ils donc aussi bons les uns que les autres ?

Les participants à la RoboCup Standard Platform League, dans laquelle nous évoluons également, utilisent tous les mêmes robots, à savoir les robots NAO de SoftBank Robotics. La réglementation est globalement similaire à celle de la Formule 1, où des consignes très strictes sont aussi imposées à toutes les voitures de course afin que la compétition soit équitable.

Ainsi, à l'instar de la Formule 1, où de nouvelles technologies sont élaborées et testées avant d'être ensuite transposées dans des véhicules normaux, le développement de joueurs de football robotisés apporte également une valeur ajoutée. En effet, les recherches effectuées aujourd'hui visent en fin de compte à mettre au point des robots adaptés à un usage quotidien.

Vous voulez soutenir l'équipe Luxembourg United? Plus d'infos et contact sur le site internet de l'équipe? 
Vous voulez voir les joueurs en action, mais vous n'avez pas le temps de vous rendre au Spring  Break? Voici un lien vers une vidéo du SnT. 

Auteur: Uwe Hentschel
Photo et Video: Interdisciplinary Center for Security, Reliability and Trust (SnT)

 

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