In 1997 gingen mens en machine hand in hand in een strijd van strategische bekwaamheid; na zes schaakpartijen werd wereldkampioen Garry Kasparov verslagen door de Deep Blue-supercomputer van IBM. Het werd geprezen als een cruciaal moment in de informatica - als een computer een mens kon verslaan bij het schaken, een spel dat lang werd gezien als het toppunt van mentale strategie, wat zouden computers anders kunnen bereiken?
Iets meer dan drie maanden na de nederlaag van Kasparov zocht een aantal robotica-experts een nieuwe grens in kunstmatige intelligentie. Tijdens de Internationale Gezamenlijke conferentie over kunstmatige intelligentie kwamen 40 teams van robotica-experts bijeen in Nagoya, Japan, en namen deel aan de eerste Robotics Cup ter wereld. Hun verklaarde doelstelling: tegen het midden van de 21ste eeuw zal een team van volledig autonome humanoïde robotvoetbalspelers een voetbalwedstrijd winnen, die voldoet aan de officiële regels van de FIFA, tegen de winnaar van de meest recente Wereldbeker.
Het manifest, dat misschien meer op sciencefiction lijkt dan op een praktisch doel, was zelfs in 1997 geen geheel nieuw idee voor de robotica-gemeenschap. Het concept van een robotvoetbalspel was al jaren in de robotica-gemeenschap opgeschoten - het was eerst genoemd door professor Alan Mackworth, van de Universiteit van British Columbia, in zijn artikel ' On Seeing Robots', waarin hij betoogde dat het bouwen van een robotvoetbalteam verschillende moderne robotica-problemen kan helpen oplossen (bijvoorbeeld hun onvermogen om samen te werken of hun onvermogen om te bepalen waar de bal zou kunnen gaan). Uit die krant lanceerden Mackworth en zijn team bij UBC het Dynamo Project, 's werelds eerste poging tot een autonoom robotvoetbalteam. Het Dynamo Project voerde een reeks succesvolle experimenten uit van 1992 tot 1994 en wordt door velen gezien als de cruciale voorloper van de Robotics Cup.
Vanaf de eerste Robotics Cup (kortweg RoboCup) in 1997 is de concurrentie enorm gegroeid: op de RoboCup 2013 in Eindhoven hebben 2500 deelnemers uit meer dan 40 landen deelgenomen aan verschillende robotuitdagingen, van, die een test uitvoert het vermogen van robots om nuttige dagelijkse taken uit te voeren, naar de RoboCup Rescue League, een wedstrijd die het vermogen van robots test om te slagen in rampsituaties. Maar de meest populaire competities blijven de voetbalcompetities - op de competitie van 2013 was koningin Máxima van Nederland te zien in de menigte, juichend op een team van de Technische Universiteit Eindhoven terwijl ze robot-op-robot gingen met een team van Beijing Informatie Science & Technology University, in de finale van de competitie (het Beijing-team kwam als winnaar uit de bus met een 3-2 score).
De RoboCup heeft vijf verschillende voetbalcompetities; de laatste die lid werd, was de Humanoid League, waar robots op twee benen moeten staan. Het is een bijzonder moeilijke competitie omdat het balans vereist - een eigenschap die moeilijk is voor robots. In andere competities, zoals de Middle Size League, hoeven robots niet mensachtig te zijn - waardoor teams robots kunnen bouwen met dingen zoals wielen en pneumatische kanonnen die ballen schieten.
Voetbal kan "The Beautiful Game" worden genoemd, maar de spelers in RoboCup missen absoluut de subtiele kunstenaarschap van menselijke spelers van voetbal. Tijdens een evenement in Washington, DC, beschreef professor Daniel Lee van de Universiteit van Pennsylvania, die ook directeur is van het GRASP (General Robotics Automation, Sensing, Perception) Lab van de universiteit, de spelers als dichter bij "vijfjarigen" dan Ronaldos. In een kleine competitiewedstrijd spelen robots met een oranje golfbal. Humanoïden in de Kid League (nagesynchroniseerd dat voor de grootte van de robot, niet de leeftijd van hun programmeurs) een tennisbal gebruiken. Andere competities gebruiken voetbalballen, hoewel sommige kleiner dan anderen.
De velden zijn rechthoekig en groen, zoals een normaal voetbalveld, maar veel kleiner, met maximaal vijf robots toegestaan in een team. Voor Humanoid-competities daalt dat aantal naar twee. Games zijn ook veel korter dan een regulerende (menselijke) voetbalwedstrijd, bestaande uit twee helften van tien minuten (en een pauze van vijf minuten). Net als elke andere voetbalwedstrijd, wordt een doelpunt gescoord wanneer een bal de doellijn volledig overschrijdt, maar in tegenstelling tot de meeste voetbalwedstrijden (of in ieder geval de welverdiende voetbalwedstrijd), wordt de buitenspelregel niet toegepast. Net als normaal voetbal, worden vrije trappen toegekend wanneer robots elke vorm van zonde begaan, van het spelen op een gevaarlijke manier tot het belemmeren van het vermogen van een keeper. In situaties waarin een robot zich bijzonder slecht gedraagt, kunnen menselijke scheidsrechters (die de enige niet-robotinvoer bieden die tijdens een spel is toegestaan) gele of rode kaarten uitdelen.
Hoewel de robotgames misschien niet de acrobatische schoonheid van 's werelds beste voetbal missen, hebben verbeteringen in de technologie RoboCup-teams in staat gesteld om enorme vooruitgang te boeken sinds het begin van de competitie. Processoren zijn sneller, wat betekent dat algoritmen die ooit minuten duurden, nu door de robots in een paar seconden kunnen worden uitgevoerd - en materialen zijn goedkoper geworden, waardoor meer teams kunnen concurreren. Hoewel het doel van de RoboCup zou kunnen zijn om op een dag een team te creëren dat in staat is om de wereldkampioenschappen te overtreffen, is het echt een proxy voor robotica-onderzoek, door robotica vooruit te helpen door jaarlijkse competitie en ideeënwisseling.
"Het is niet alleen het voetbaldomein, " zei Lee. "Het denkt echt aan kunstmatige intelligentie, robotica en wat ze kunnen doen in een meer algemene context." Bij het horen van Lee praten, is het duidelijk dat hij gelooft dat robots ooit in staat zullen zijn om mensen - althans strategisch - te overtreffen in voetbal, hoewel de machines nog niet groot genoeg, sterk genoeg of snel genoeg zijn om een grote bedreiging te vormen voor 's werelds beste menselijke spelers (zelfs de grootste komen alleen op heuphoogte, wat ze niet bepaald een verticaal voordeel geeft ten opzichte van mensen). Maar het gaat om meer dan alleen het doel van 2050 najagen: robotvoetbal helpt wetenschappers een beter begrip te krijgen van menselijke intelligentie: hoe we balanceren, hoe we zien, hoe we informatie verwerken. Het helpt ook bij het verbeteren van robottechnologie die wellicht een meer praktische toepassing heeft - de sensoren die detecteren waar een bal is, kunnen bijvoorbeeld helpen bij het verbeteren van sensoren op zelfrijdende auto's. Het zijn gebieden zoals deze - de fysieke gebieden - waar Lee denkt dat robots nog steeds achterblijven bij mensen.
"Waarom hebben we machines die ons kunnen verslaan in schaken of gevaar, maar we kunnen ze verslaan in voetbal?" hij vraagt. "Wat maakt het zo moeilijk om intelligentie te belichamen in de fysieke wereld?"
Naast de fysieke wegversperringen, is er nog een deel van het voetbal dat robotica-experts pauzeert: het teamaspect. We denken aan robots als autonome wezens, gezichtsloze technologie die werkt - eenzaam - om de wereld te verbeteren. Maar de robots die voetballen zijn onderling verbonden via draadloze netwerken - idealiter communiceren ze met elkaar als een team. Het creëren van autonome robots die samenwerken is een moeilijke wegversperring; maar het is ook een van de redenen waarom Mackworth oorspronkelijk voorstelde om een voetbalteam op te richten - om technologie te stimuleren die op een dag robots zou kunnen helpen naadloos samen te werken in praktische toepassingen.
De RoboCup 2014 vindt plaats van 21-24 juli in João Pessoa, Brazilië - en hoewel het zeker enkele van de beste robotica te bieden heeft, denkt Lee nog steeds dat de wereldkampioenschappen 2014 zich geen zorgen hoeven te maken . "Misschien kunnen we over 20 jaar een team van robots ontwikkelen om tegen de beste WK-teams te spelen, " zei hij, terwijl hij uitlegde dat hoewel de technologie snel aan het verbeteren is, zijn robots "nog steeds door het Braziliaanse nationale voetbalteam worden afgeroomd."
