La Coupe du Monde de Robot Football commence la semaine prochaine en Chine. Les défenseurs du titre néerlandais sont-ils prêts ? Eos visité le 'centre de formation' à Eindhoven.
Ce que les hommes de chair et de sang du Brésil n'ont pas réussi à faire, cinq robots de l'Université de technologie d'Eindhoven (TU/e) l'ont fait en 2014 :faire des Pays-Bas le champion du monde de football. L'équipe défendra son titre lors du championnat du monde RoboCup en Chine du 17 au 21 juillet. D'ici 2050, leurs connaissances devraient déboucher sur des robots qui utilisent une équipe humaine battre.
Lorsque je rencontre Lotte de Koning, étudiante et capitaine de l'équipe TU/e - le capitaine est encore humain pour le moment - sur le terrain d'entraînement de Tech United, les vrais héros sont toujours dans un camion quelque part entre le Portugal et les Pays-Bas. Les robots du football viennent de remporter pour la troisième fois consécutive un important tournoi préparatoire à la Coupe du monde, qui se déroulera du 17 au 23 juillet à Hefei, en Chine. « Dans la fosse aux lions », dit Lotte de Koning. "Parce que les Chinois ont toujours été nos adversaires les plus redoutés ces dernières années, et l'année dernière nous les avons affrontés en finale."
Le laboratoire de robots d'Eindhoven est impressionnant. Entre autres, une chambre d'hôpital a été reconstruite, où des robots de soins sont formés pour que les patients se sentent chez eux. A côté se trouve le terrain de football de vingt mètres sur dix où les footballeurs-robots s'entraînent tous les mardis soirs et occasionnellement les samedis. Ils sont encadrés de manière intensive par non pas un mais quinze coachs :étudiants programmeurs, doctorants et membres diplômés qui travaillent entre-temps dans l'industrie. Ils le font tous volontairement.
Les règles du fair-play sont renforcées
Revenu fort, attaquer le robot au ballon par derrière, provoquer des remises en jeu, l'an dernier tout était permis en Middle Size League (MSL), la 'classe royale' de la RoboCup. Mais en raison de règles plus strictes, les arbitres tireront un carton plus tôt cette année. C'est à l'avantage des équipes qui jouent techniquement, comme Tech United, l'équipe de l'Université de technologie d'Eindhoven. Cela ne veut pas dire qu'une prolongation du titre de Coupe du monde sera facile. « Nos concurrents ne sont certainement pas restés inactifs. Ils rejoueront probablement aussi plus", s'attend Lotte de Koning, entraîneure de l'équipe et étudiante TU/e. Son équipe s'est beaucoup améliorée au cours de la dernière année pour rester en tête de la compétition. La passe en profondeur au-dessus du sol est devenue meilleure dans le logiciel, tout comme le "tapotement" de la balle. L'équipe est également passée à des batteries rechargeables plus rapides avec plus de capacité.
Lotte de Koning :« Les programmeurs écrivent les techniques et tactiques de football dans le logiciel – le cerveau – des robots, puis testent sur ce terrain d'entraînement si les robots font réellement ce qu'on attend d'eux. Après tout, les robots jouent au football dans les tournois de manière totalement indépendante entre le premier et le dernier coup de sifflet. Ils doivent donc savoir à l'avance quoi faire dans quelle situation. Au cours de la dernière année, l'équipe a amélioré, entre autres, la passe en profondeur au-dessus du sol et le "tapotement" du ballon. Des batteries rechargeables plus rapides avec plus de capacité ont également été introduites, car les anciennes batteries constituaient un sérieux goulot d'étranglement lors de compétitions prolongées.'
Malgré l'important travail de préparation, selon son capitaine, l'équipe progresse le plus lors d'un tournoi. «En combattant différents adversaires, nous rencontrons des difficultés et ajustons notre stratégie à la mi-temps ou entre les matchs. À l'Open du Portugal, par exemple, nous avons remarqué que le soleil bas affectait les robots, empêchant les passes d'arriver, et notre gardien avait un problème de boussole. Au cours de ces compétitions, nous avons déjà commencé à programmer et à simuler des solutions à ces problèmes. En finale, les problèmes ont été résolus et nous sommes rentrés chez nous avec la victoire finale. »
Du football à l'industrie
RoboCup, comme on appelle la ligue de football pour robots, est entièrement Open Source. Après chaque Coupe du monde, toutes les équipes révèlent leurs secrets les unes aux autres et au monde extérieur. Cela crée un défi supplémentaire, car même en tant que champion du monde, vous devez continuer à innover pour garder une longueur d'avance sur vos adversaires. Mais Lotte ne s'en soucie pas du tout. "Le but de ce projet est qu'une équipe de robots puisse battre le champion du monde de football (humain) d'ici 2050. Pour cela, toutes les équipes doivent travailler ensemble, et ainsi s'obliger à progresser. Par exemple, les robots footballeurs couraient après le ballon comme une bande de petits enfants. Maintenant, il y a aussi de la stratégie, et le jeu semble de plus en plus intelligent. La vitesse croissante du jeu de football oblige les équipes à concevoir des algorithmes plus efficaces.”
Voici comment ça s'est passé en 2013 :
Les nouvelles connaissances de RoboCup sont appliquées dans le secteur automobile. « Je pense par exemple aux techniques qui permettent aux voitures de communiquer entre elles et de reconnaître les obstacles pour se rapprocher les unes des autres. Cela réduirait le problème des embouteillages et économiserait du carburant. Nos robots maîtrisent déjà ces techniques, et ils sont également testés par les constructeurs automobiles.'
En juillet, Tech United défendra son titre mondial. L'arme la plus récente est la passe de profondeur améliorée. «Maintenant, passez directement entre les robots, ce qui rend le ballon facile à intercepter. Nous avons maintenant programmé un moyen d'envoyer déjà la balle vers l'avant, à un endroit où un deuxième robot se déplace entre-temps. Cela nécessite une communication rapide entre les robots. Nous espérons que tout se passera bien et que nous pourrons prolonger notre titre mondial.”
TORTUE
Tech United se compose d'un gardien de but et de quatre joueurs de champ identiques. Les robots, appelés TURTLE ou Tech United RoboCup Team Limited Edition, participent à la Middle Size League, dans laquelle les robots peuvent mesurer au maximum 52 centimètres de large et 80 centimètres de haut. Entre le premier et le dernier coup de sifflet, les robots jouent au football en toute autonomie.
Caméra 360°
Grâce à une caméra dirigée vers un miroir parabolique, les robots ont un champ de vision à 360 degrés. Avec cette image, le robot peut déterminer sa position, reconnaître les lignes et distinguer la balle. Une boussole électronique indique où se trouve la cible de l'adversaire.
Caméra frontale
Le champ de vision de la caméra principale est limité en hauteur par le miroir parabolique. Une caméra frontale est donc nécessaire pour voir les boules qui entrent en collision.
Pied de tir
En plaçant le bout de la jambe de tir sous la balle, le robot peut effectuer un tir lobé. Lorsque le pied est levé, le robot tire la balle à plat.
Manipulation du ballon
Ce mécanisme est constitué de deux fois deux tiges avec une roue au bout. Ces deux roues sont entraînées séparément et leur vitesse de rotation est mesurée. La TORTUE peut tirer le ballon vers elle avec les deux roues, sans saisir le ballon (ce qui n'est pas autorisé). Selon le sens de déplacement de la TORTUE, les roues doivent fournir une force différente pour retenir la balle avec elles.
Piles
L'alimentation est fournie par deux batteries Makita de 24 volts. Les piles sont changées pendant le repos.
Omniwheels
La TORTUE peut se déplacer vers l'avant, vers l'arrière, latéralement et autour de son propre axe grâce à trois roues omnidirectionnelles, qui ont de petites roues sur toute la circonférence.
Mini PC Beckhoff
Pour collecter des données et contrôler tous les composants, la TURTLE est équipée d'un EtherCAT Beckhoff qui est connecté à un processeur via Ethernet. Linux s'exécute sur le processeur en combinaison avec MATLAB/Simulink/RTW.
Arrêt d'urgence
D'une simple pression sur ce bouton, tous les robots peuvent être éteints si l'un des robots présente un comportement indésirable.
Vous pouvez suivre l'évolution des robots entre le 17 et le 23 juillet sur notre site internet.
