Voetbalrobot maakt overstap van wieltjes naar benen

Team TechUnited aan het werk met de humanoids tijdens de World Humanoid Robot games in China. Foto: TechUnited

Een paar weken geleden kwam-ie aan op de campus in Eindhoven: de nieuwe menselijke (voetbal)robot, ofwel humanoid, waarmee TechUnited mag pionieren. “Supergaaf natuurlijk”, vertelt Teurlings. “Beste unboxing ooit, het hele team werd bij elkaar verzameld. Totdat we erachter kwamen dat de batterij los verstuurd wordt”, lacht hij. Nog even geduld dus, gelukkig is dit exemplaar niet nodig voor het toernooi in China. Daar trainde het studententeam de afgelopen twee weken met vijf soortgelijke robots die al klaarstonden.

Hoewel TechUnited na drie kwalificatiewedstrijden (twee verloren, een gelijkspel) uitgeschakeld werd, ziet het team deze ervaring wel degelijk als winst. “Wat we nu in die korte tijd hebben geleerd en ervaren, had ons anders minstens driekwart jaar gekost”, reflecteert Danny Hameeteman, teamlid en robotics engineer bij de faculteit Mechanical Engineering. “Met acht man fulltime werken aan vijf humanoids (menslijkende robots, red.) betekende echt meters maken. We hebben goed kunnen proeven en het smaakte naar meer”, lacht hij.

Pionieren met humanoids
Bovendien leverde die smaakmaker een schat aan waardevolle leerpunten op. “Daar zijn dit soort toernooien eigenlijk ook voor bedoeld”, legt Hameeteman uit. “Er waren achttien teams uit verschillende landen aanwezig, die ook allemaal pionieren met humanoids. Dus je kunt van elkaar leren. Zo hebben we bijvoorbeeld samen met het Portugese team gewerkt aan AI-getrainde bewegingen voor de robots. Door onze technische kennis bij elkaar te brengen, zijn we daarmee allebei verder gekomen.”

Zulke vooruitgang past in de wereldwijde ontwikkeling van humanoids. “Dat willen ze zeker in China echt groot maken, de overheid en verschillende lokale sponsors investeren flink in zowel de wedstrijd als de robotontwikkeling”, weet Teurlings. “De verbetering van locomotieskills voor lopende robots gaat bijvoorbeeld ook razendsnel, wat de beslissing om nu naar humanoids over te stappen heel logisch maakt.”

Daarmee komt langzaam maar zeker een eind aan de rollende pionnen, of Middle Size League (MSL) robots, van TechUnited. “Tijdens de jaarlijkse RoboCups hebben we laten zien wat we waard zijn. Toen de uitnodiging kwam voor de World Humanoid Robot games, hebben we besloten om in 2027 voor het laatst met de MSL robots te spelen”, aldus Teurlings. “We willen in 2050 van een menselijk team winnen, dus dit was een uitgelezen moment voor de volgende stap.” Het ultieme doel is echter allesbehalve een gelopen race.

Van koploper naar F-jes voetbal
Vooralsnog was TechUnited een favoriete koploper binnen het robotvoetbal, nu moeten ze weer van onderaf beginnen. “Het is echt vergelijkbaar met F-jes voetbal”, nuanceert Teurlings met een knipoog. “Dus het gaat vooral om het onder de knie krijgen van basis skills. We mogen al van een succes spreken als we de robots stabiel laten lopen. Een balletje trappen is meer een kwestie van iets sneller tegen de bal aanlopen”, vertelt hij grinnikend. “Ze kunnen de bal ook niet echt vastpakken of zo, laat staan gericht mikken.”

“Bovendien zijn lopende robots veel minder nauwkeurig te volgen op het veld dan rollende MSL robots. Hardware technisch lijken ze ook totaal niet op elkaar. We zijn dus heel beperkt in de aansturing.” De focus lag daarom voor de World Humanoid Robot games op het passend maken van de MSL-software en -strategie voor de humanoid league, wat volgens Teurlings echt een enorme stap voorwaarts is.

Zo onderstreept ook Hameeteman. “En dat is behoorlijk gelukt in China. We wisten vooraf wel waar de uitdagingen zaten, maar die hebben we nu veel scherper in het vizier. Belangrijker nog; we hebben veel inspiratie opgedaan voor oplossingen waar we met onze eigen humanoid in Eindhoven aan verder kunnen werken.”

Genoeg aandachtspunten te tackelen
“Neem bijvoorbeeld de locatiebepaling op het voetbalveld door de robots. Onze MSL-robots hebben een camera bovenop met een 360 graden omnivisie en een Zed2 camera voorop, waardoor ze aan de voorkant ook hoge ballen kunnen detecteren. De humanoids mogen er maar twee hebben, net als menselijke ogen. Dat maakt het een stuk lastiger om de bal of lijnen op het veld te identificeren. En zo zijn er nog genoeg aandachtspunten te tackelen.”

Al is het competitieve element van voetbalrobot eigenlijk vooral een aftrap voor ‘het echte werk’, benadrukt Teurlings. Het hele idee is immers om spelenderwijs kennis en ervaringen uit te wisselen zodat robotisering steeds meer terrein kan winnen in het dagelijkse leven. “We willen dat humanoids zich aanpassen aan mensen in plaats van andersom. Dan worden ze sneller omarmd, eerst door bedrijven en vervolgens door consumenten.”

Voorop lopen in de humanoid league
Zo beweegt de wereld langzaam maar zeker richting de humanoids, constateert Teurlings. “Daar willen wij natuurlijk graag in meegaan. Of wat zeg ik; in voorop lopen.” Volgend jaar doet TechUnited dan ook mee in de humanoid league van de RoboCup. “Tot die tijd kunnen we de ervaringen uit China toepassen op onze eigen humanoid, waar we de rest van het jaar mee aan de slag gaan.”

Welke nieuwe uitdagingen het team dan moet tackelen, zal gaandeweg duidelijk worden. “Het spelen met deze robot geeft ons inzicht in wat we graag willen veranderen. Dat is een toffe ontdekkingsreis. Waarschijnlijk schaffen we nog meer humanoids aan, want tijdens de humanoid league van de RoboCup spelen we met teams van drie tegen elkaar.” De nu nog eenzame humanoid kan dus binnenkort soortgenoten verwachten. Ondertussen wacht-ie geduldig op de TU/e campus, want zonder batterij loopt hij sowieso nergens naartoe.