مسابقات ربات های فوتبالیست (روبوکاپ)

ربوکاپ اولین و بزرگترین اقدام عملی در راستای تحقیقات و آموزش بین المللی در زمینه گسترش هوش مصنوعی و رباتیک است که با فراهم کردن موضوعات استاندارد , مکانی را برای پیاده سازی تکنولوژی های گوناگون و آزمایش آنها پدید آورده است. از آنجا که بازی فوتبال یکی از پیچیده ترین زمینه های تست رباتیک چه از لحاظ ساخت مکانیکی ربات و چه از لحاظ هوش مصنوعی بکار برده شده در این ربات ها میباشد, توسط محققان برای پیاده سازی این الگوریتم ها انتخاب شده است.

بعد از اینکه گری کاسپارو 1 توسط ابر کامپیوتر IBM در 1997 May شکست خورد , 40 سال چالش در زمینه هوش مصنوعی (AI)   کمیته های مختلف به نتیجه موفقیت آمیزی ختم شد. اما به وضوح مشخص است که چالش جدیدی در حال پیدایش است . در سال 1996 در شهر ازاکای ژاپن یـکسری رقابـت ربـاتهای فوتبالیست انجام شد که بطور رسمی این مسابقات در سال 1997 همزمان بـا کنـفرانس جهانی در زمینه AI در شهر ناگویای ژاپن شروع شد. در آن رقابتها 41 تیم شرکت کرده بودند که این تعداد در سال 1998 به 64 تیم افزایش پیدا نمود. هدف نهایی چنین پروژه ای میتـوانـد طراحی و ساخـت رباتهای انسان نمای ماشینی باشد که میتواند از عهده بسیاری از کارهایی که انجامش برای انسان بعلت خـطرات متعدد مشکل باشد برآید . امروزه علاوه بر مسابقات فوق جلسات و کنـفرانسهای سالیانه ای همزمان با این مسابقات برگزار میگردد که از آن جمله میتوان به کنفرانس جهانی سیستم های رباتیک هوشمند (IROS) و یا همایش جهانی هوش مصنوعی (IJCAI) که معمولا در همان شهر مسابقات برگزار می شوند اشاره کرد .
 بعد از نیمه اول قرن 21 یک تیم تمام اتوماتیک از ربات های شبیه انسان که فوتبال بازی می کنند در مقابل تین برنده مسابقات فوتبال جام جهانی همان سال (مطابق با قوانین FIFA) بازی خواهند نمود و برنده خواهند شد. این شعار ماهیت هدف نهایی مسابقات ربوکاپ را بیان میکند که برای توسعه و پرورش هوش مصنوعی و زمینه های مرتبط با آن ,با تعیین مشکلات خاص و استانداردی تعریف شده است .مطمئنا حصول این هدف نیازمند سال ها تلاش و کسب صد ها تجربه عملی است . کاملا مشخص است که رسیدن به این هدف با این امکانات و تکنولوژی ها در آینده ای نزدیک غیر عملی است . اما به هر حال این موضوع و هدف براحتی یک سری زیر مجموعه ها را تولید خواهد کرد که به طور عالی رهبری شده و به نتیجه رسیده اند. اولین زیر مجموعه و مرحله نخست کار برای انجام این مهم ساختن ربات های فیزیکی و واقعی و نیز شبیه سازی تیم های مسابقات فوتبال است که به صورت معقولی با هم فوتبال بازی کنند. بدون شک انجام این امر نیز تکنولوژی های جدیدی را تولید خواهد کرد که ضربه و تکانی جدی ای به رنج وسیعی از صنایع مرتبط وارد خواهد نمود.
 مرحله اول این مسابقات  و کنفرانس ها در سال 1997 با موفقیت های بسیاری انجام شد . بیشتر از 40 تیم در آن شرکت نمودند (چه در قسمت ربات های واقعی و چه در قسمت شبیه سازی) و بالغ بر 5000 نفر به عنوان تماشاچی در آن شرکت نمودند . ضمنا لیگ های مطرح شده در آن زمان فقط شامل ربات های سایر متوسط , ربات های سایز کوچک و لیگ شبیه ساز فوتبال بودند. در لیگ شبیه ساز عامل های نرم افزاری فوتبال بازی مینمودند. محیط این نوع مسابقات را خود ربوکاپ با ایجاد یک سرور شبیه ساز فوتبال ساخته بود که از خود سایت روبوکاپ قابل دسترسی بود. در لیگ ربات های سایز کوچک (F-180) شامل تیمی با  حداکثر 5 ربات واقعی در سایز کوچک بود . ابعاد این ربات ها در بعد قطری , 15 سانتیمتر بودند.سایز زمین بازی آنها 1.525×2.74 متر بود. و نهایتا لیگ ربات های سایز متوسط شامل گروهی از ربات ها بود که در هر کدام از تیم ها 5 ربات واقعی با یکدیگر رقابت مینمودند. ابعاد این ربات ها در بعد قطری , 50 سانتیمتر بود. زمین بازی برای این دسته از ربات ها 4.575×8.22  متر بود. 
از همان ابتدا مهمترین و مشکل ترین بخش مسابقات ربوکاپ بخش بینایی کامپیوتری این مسابقات بوده است . وظیفه این قسمت در ربات ها تدارک دیدن و تولید اطلاعاتی بود که برای انجام محاسبات مورد نیاز برای تعیین رفتار مناسب ربات ها لازم بوده است. که در ادامه به تفضیل در این رابطه سخن خواهیم گفت. در حال حاضر ربوکاپ غیر از بخش شبیه سازی به4 گروه طبقه بندی شده است :

         1. ربات 4 پای سونی (Four Legged Sony
         2.ربات سایز متوسط (Middle Size
         3. ربات سایز کوچک (Small Size
        4. ربات در سایز انسان (Human Size )

ربات های 4 پای سونی رباتهایی هستند که بصورت آماده از شرکت SONY توسط شرکت کنندگان این لیگ خریداری میشود و  شرکت کنندگان تنها باید با استفاده از بهترین شیوه های نرم افزاری الگوریت های هوش مصنوعی و نیز طریقه استفاده از بخش های مختلف این ربات ها را برنامه نویسی نموده و ربات ها تزریق نمایند. ربات های سایز انسان نیز توسط شرکت کنندگان در این لیگ ساخته و برنامه ریزی میشوند.ذکر این نکته لازم است که ساخت یک ربات فوتبالیست نیاز مند عواملی چون:
       1 . اصول طراحی  عامل های خودکار.
       2. همکاری همزمان عامل ها برای رسدن به هدف مشخص.
       3. برنامه ریزی و کنترل در هر لحظه از زمان (Real timing ).
 4      . استفاده از هوش مصنوعى درطراحى و استفاده از روبات
      5. استفاده از سنسور های مناسب برای تامین اطلاعات مورد نیاز (Sensor-Fusion )