روبوکاپ ، انگیزه ها و اهداف

روبوکاپ عنوان مسابقاتی درزمینه دانش روباتیک وهوش مصنوعی است که بصورت سالیانه توسط فدراسیون بین‌المللی روبوکاپ[1] برگزار می شود. روبوکاپ بزرگترین اقدام بشر در جهت عملیاتی شدن تحقیقات در حوزه هوش مصنوعی و روباتیک است. این مسابقات با فراهم آوردن چارچوب های مشخص و استاندارد، زمینه مناسبی جهت طراحی، پیاده سازی و ارتقای الگوریتم های هوش مصنوعی فراهم آورده است. ایده برگزاری روبوکاپ برای اولین بار در سال ۱۹۹۲ توسط پروفسور آلن مکورث[2] از کانادا در مقاله­ای تحت عنوان روبات­های بینا مطرح گردید. در 1993 گروهی از محققان کشور ژاپن به بررسی امکان­پذیری برگزاری مسابقه فوتبال روبات­ها پرداختند که این بررسی‌ها منجر به تأسیس رقابت­های Robot J-League  (که بعدها به روبوکاپ تغییر نام داد) شد. رقابت های روبوکاپ درسال 1996 بصورت رسمی آغازبکارکرد. هدف از برگزاری این مسابقات غالبا به صورت زیر مطرح شده می شود :

” در سال 2050 میلادی، یک تیم فوتبال از روبات­های هوشمند، در یک مسابقه رسمی با رعایت کلیه قوانین فیفا مقابل آخرین تیم قهرمان فوتبال انسان­ها به پیروزی خواهد رسید. “[4]

این مطلب شاید تا حدود زیادی خوش­بینانه و غیر ممکن باشد اما تاریخ علم در موارد گوناگون اثبات کرده است که هر آنچه قابل گنجایش در تخیل بشر باشد، در آینده قابل دسترسی است کما اینکه پیشرفت­های قابل توجه در زمینه مسابقات روبوکاپ در همین مدت کوتاه نیز مؤید این امر می­باشد. البته روبوکاپ علاوه بر این هدف بلند مدت، اهداف کوتاه مدتی را نیز دنبال می­کند که در واقع ایحاد بستری مناسب و رقابتی جذاب جهت ارتقای روباتیک و هوش مصنوعی و همچنین افزایش گرایش عمومی به هوش مصنوعی و روباتیک با استفاده از جذابیت­ های مسابقات روبوکاپ می­باشد[5]. روبوکاپ در­بر گیرنده طیف وسیعی از تحقیقات در زمینه­های هوش­ مصنوعی و                                روباتیک است که از جمله آنها می توان به مفاهیمی چون یادگیری ماشین[3]،                      بینایی ماشین [4]، پردازش تصویر[5]، عمل در محیط­های چند عاملی[6]، هوش مصنوعی توزیع شده[7]، کنترل هوشمند روبات­ها و مفاهیم دیگر از این دست اشاره کرد[6]. به همین منظور سازمان جهانی روبوکاپ شاخه­های مختلفی که هر یک در برگیرنده طیفی از مفاهیم بالا می­باشد را معرفی کرده است. لیگ روبات­های انسان­نما، روبات­های امدادگر[8]، روبات­های مین­یاب، روبات­های فوتبالیست[9] اندازه متوسط، روبات­های فوتبالیست اندازه کوچک، شبیه­سازی فوتبال[10] و شبیه­سازی امداد[11] و نجات تعدادی از مهم­ترین این مسابقات می­باشد[7].

لیگ شبیه­سازی فوتبال شامل دو بخش مهم شبیه­سازی دو بعدی[12] و شبیه­سازی سه­بعدی[13] می­باشد. در محیط دوبعدی فضای مسابقه شبیه به یک تصویربرداری هوایی از محیط مسابقه است، به این ترتیب که عملکرد هر شی از محیط به فضایی دو بعدی نگاشته می­شود و روبات­ها به شکل دایره دیده می­شوند. در چنین فضایی اهمیت ویژگی­های محیط­های سه بعدی مانند جاذبه، مسئله حفظ تعادل و… از بین می­رود. اما در محیط سه­بعدی تمامی ویژگی­های یک زمین بازی واقعی در نظر گرفته می­شود. در این محیط روبات ها به شکل انسان هستند در نتیجه تمامی مسائل مطرح درباره انسان، در مورد این روبات­های انسان­نما نیز صدق می­کند و این شاخه زمینه گسترش فعالیت در حیطه روبات­های انسان­نما را فراهم آورده است. این فعالیت­ها شامل کار بر روی توانایی­های سطح بالا و سطح پایین روبات­های انسان­نما می­باشد که زمینه ورود الگوریتم­های هوش مصنوعی را فراهم می­کند. شکل 1-7 محیط­های شبیه­سازی فوتبال دوبعدی و سه­بعدی را نشان می­دهد. این دو بخش بر مبنای استفاده از یک سیستم شبیه­ساز بنا نهاده شده­اند که در ادامه به معرفی آن خواهیم پرداخت.

[1] Robocup International federation

[2]Alen Macvers

[3] Machine Learning

[4] Machine vision

[5] Image Processing

[6] Multi Agent Environments

[7] Distributed Artificial Intelligence

[8] Rescue Robots

[9] Soccer Robots

[10] Soccer Simulation

[11] Rescue Simulation

[12] 2D Soccer Simulation

[13] 3D Soccer Simulation