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Mehr als Spielerei

Mit Daddeln hat das nichts zu tun: Studenten der Uni Bremen programmieren intelligente Roboter.
Mit Daddeln hat das nichts zu tun: Studenten der Uni Bremen programmieren intelligente Roboter. Foto: Thomas Joppig

Bremer Studenten programmieren die erfolgreichsten Fußball-Roboter der Welt. Dabei lernen die angehenden Informatiker zugleich, wie man künstliche Intelligenz für Alltagsaufgaben einsetzen kann.

Wenn das Spiel beginnt, ziehen diese Fußballer ihr Ding durch. Kein noch so lautes Brüllen von der Trainerbank könnte sie antreiben, kein Fan-Gesang ihre Motivation erhöhen. Ihre Spielstrategie besteht aus einer immens langen Reihe aus englischsprachigen Wörtern und Klammern. Und dieser Programmiercode wird immer länger und ausgefeilter. Mit Erfolg.
Beim RoboCup 2009 in Graz schoss die Bremer Roboter-Mannschaft in acht Spielen 64 Tore und kassierte nur einen Gegentreffer. Eine Erfolgsserie, die wohl jeden Bundesliga-Profi vor Neid erblassen ließe. Auch auf der diesjährigen Cebit, die vom 2. bis zum 6. März in Hannover stattfindet, zeigen die Roboter des Teams "B-Human" ihr Können (Halle 9, Stand B 45).
Herausforderung aufrechter Gang.

Die Trainer der Roboter sind zwölf Bremer Informatikstudenten – und die haben ganz andere Aufgaben als Jogi Löw und Co. Denn noch sind die Fähigkeiten der Fußball spielenden Roboter eng begrenzt. Und manche ihrer Entwicklungsschritte erinnern ein wenig an die Evolutionsgeschichte des Menschen: "Es war für uns schon eine Herausforderung, den Robotern erst mal einen sicheren aufrechten Gang beizubringen", sagt Alexander Härtl, einer der Studenten. Schließlich sollen die elektronischen Spieler nicht hinfallen, wenn sie um den Ball kämpfen oder zu einem Schuss ausholen. Zweibeinige Spieler sind beim RoboCup noch vergleichsweise neu. Zuvor waren es Hunde, die gegeneinander antraten.

Für die Bremer Informatikstudenten ist die Arbeit mit den Robotern eines von mehreren praxisorientierten Projekten, aus denen sie wählen konnten. Die Universität Bremen kooperiert dafür mit dem benachbarten Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI). "Ein funktionierendes Turnier mit Robotern ist viel schwerer zu programmieren als ein virtuelles Spiel", weiß Dr. Thomas Röfer vom DFKI, der das Projekt zusammen mit seinem Kollegen Tim Laue leitet. "Es geht hier ja nicht bloß um eine Simulation auf dem Bildschirm, sondern um reale Bewegungen."

Mit Hilfe einer eingebauten Kamera und eines Ultraschallsensors können die elektronischen Kicker Informationen aus ihrer Umwelt aufnehmen. Wer sich beim Begriff "künstliche Intelligenz" jedoch Roboter vorstellt, die so denken und fühlen wie ein Mensch, wird im DFKI schnell aus solchen Science-Fiction-Visionen herausgerissen. Ob man tatsächlich Roboter bauen kann, die ein eigenes Bewusstsein entwickeln, ist für die Informatik-Studenten und die Mitarbeiter des Forschungszentrums derzeit noch eine ziemlich abstrakte Frage.

64 Tore haben die Roboter der Bremer Forscher beim RoboCup geschossen – ein weltmeisterliches Ergebnis.
64 Tore haben die Roboter der Bremer Forscher beim RoboCup geschossen – ein weltmeisterliches Ergebnis. Foto: Thomas Joppig

Eines dagegen wissen sie genau: Was für menschliche Fußballer eine Selbstverständlichkeit ist, muss den elektronischen Spielern erst durch lange Befehlsketten in der Programmiersprache eingetrichtert werden. Eine Arbeit für Menschen mit Leidenschaft, Tüftlergeist und großer Ausdauer. Wie schafft man es, dass der Roboter seinen eigenen Standort erkennt? Wie bringt man ihm bei, die Spieler der eigenen Mannschaft vom gegnerischen Team zu unterscheiden? Und wie muss man ihn programmieren, damit er erkennt, was Abseits ist? Mit solchen Fragen setzen sich die Studenten in dem Projekt auseinander. Die entsprechenden Befehle erarbeiten sie am Computer. "Spannend wird es, wenn wir sie auf den Roboter übertragen", sagt Katharina Gillmann. "Wenn er dann tatsächlich das macht, was er soll, dann ist man natürlich schon stolz."

So skurril es auch aussieht, wenn die etwa 60 Zentimeter großen Roboter staksig über das grüne Feld marschieren: Hinter der Arbeit der Studenten steckt weit mehr als Spieltrieb. Denn das, was sie in dem Projekt lernen, lässt sich auch auf andere Bereiche übertragen: "Sie müssen die Roboter dazu bringen, Situationen zu erkennen, Rückschlüsse daraus zu ziehen und entsprechend zu handeln", sagt Thomas Röfer. Dies sei bei Fußball spielenden Robotern nicht anders als bei solchen, die Menschen im Haushalt helfen.

Assistenzroboter, die zum Beispiel eigenständig Staub saugen oder den Rasen mähen, gibt es bereits für den Privatgebrauch. Bislang sind sie noch in vergleichsweise wenigen Haushalten zu finden. "Aber ich bin überzeugt davon, dass Roboter schon in zehn Jahren eine deutlich größere Rolle im Alltag spielen werden als heute", prognostiziert Röfer. So könnten die elektronischen Assistenten künftig nicht nur im Haushalt helfen, sondern auch pflegerische Aufgaben übernehmen. Röfer sieht hierfür einen wachsenden Markt: "Es gibt in unserer Gesellschaft ja immer mehr ältere Menschen, die auf Hilfe angewiesen sind."

Doch unabhängig davon, ob die Studenten später einmal in der Entwicklung von Robotern arbeiten oder nicht: Das Wissen, das sie im Projekt erworben haben, kann ihnen im Berufsleben helfen – davon sind sie überzeugt: "Die Programmiersprache ist ja immer dieselbe. Egal, ob man einem Roboter Fußballspielen beibringt oder Software fürs Büro entwickelt", sagt Alexander Härtl.

Millionen-Ablösen liegen noch in weiter Ferne

Und wie werden die Fußballroboter der Zukunft aussehen? Wird man für genial programmierte Ballzauberer irgendwann einmal Ablösesummen in Millionenhöhe zahlen? Das wissen die Studenten natürlich noch nicht. Im Jahr 2050 soll eine Roboter-Mannschaft den menschlichen Fußball-Weltmeister besiegen, so lautet jedenfalls das Fernziel der RoboCup-Organisatoren.

Doch bis dahin ist es noch ein weiter Weg. Derzeit treten die elektronischen Spieler noch in überschaubaren Dreier-Teams gegeneinander an. Und sie können zwar auf eine Spielrichtung programmiert werden, aber wenn sie ganz nah vor einem Tor stehen, erkennen sie es nicht mehr, weil die Kamera nicht genug Weitwinkel hat. Da sind 64 Treffer in acht Spielen erst recht eine reife Leistung.

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5.921 Zeichen, Autor: Thomas Joppig

Pressekontakt:

Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz

Forschungsbereich Sichere Kognitive Systeme
Franziska Martin

E-Mail: Franziska.Martin[at]dfki.de