Liga de simulación de fútbol RoboCup 3D

Campo de fútbol RoboCup 3D con agentes Nao

La RoboCup 3D Simulated Soccer League permite que agentes de software controlen robots humanoides para competir entre sí en una simulación realista de las reglas y la física de un partido de fútbol. La plataforma busca reproducir los desafíos de programación de software que se presentan al construir robots físicos reales para este propósito. De esta manera, contribuye a la investigación para alcanzar el objetivo de la Federación RoboCup de desarrollar un equipo de robots humanoides totalmente autónomos que puedan vencer al equipo campeón mundial de fútbol humano en 2050. ^{[ 1 ]}

La primera versión del servidor 3D se lanzó el 30 de diciembre de 2003, ^{[ 2 ]} después de una propuesta inicial presentada en el simposio RoboCup de 2003. ^{[ 3 ]}

Arquitectura

La simulación se ejecuta en el servidor de simulación de fútbol RoboCup 3D (rcssserver3d), que funciona en Linux , Windows y Mac OS X. El motor de simulación subyacente es SimSpark .

Los agentes son controlados por procesos externos. Las reglas de la competición estipulan que cada agente debe ser un proceso independiente, aunque no existe ninguna restricción técnica al respecto. Los agentes se comunican con el servidor de fútbol mediante TCP , por defecto en el puerto 3100. La comunicación entre procesos está prohibida en otros casos. Los agentes pueden comunicarse entre sí, pero solo a través del servidor, que impone ciertas restricciones en cuanto a la distancia y la cantidad de información que se puede enviar.

El servidor envía información sobre el estado del juego y de los agentes a cada uno de ellos. En respuesta, el agente envía comandos a la simulación que controlan el movimiento de su cuerpo. Los mensajes se envían mediante expresiones S similares a Lisp en ASCII de un byte , precedidas por un entero sin signo de 32 bits que representa la longitud de la cadena siguiente.

El servidor de simulación no tiene interfaz gráfica propia. En su lugar, una aplicación de monitorización dedicada se conecta al servidor mediante el puerto TCP 3200 y recibe información sobre el estado del juego. La aplicación de monitorización estándar es rcssmonitor3d , que además permite reproducir archivos de registro de partidas grabadas. RoboViz es una aplicación de monitorización más reciente, basada en Java, con capacidades gráficas 3D y de depuración avanzadas.

Modelos de robots

El sistema de simulación SimSpark es un simulador genérico, capaz de simular diferentes modelos de agentes. ^{[ 4 ]} En su historia, la liga 3D ha utilizado diferentes modelos.

El cambio de modelos representa un progreso que simula una aproximación mejorada de un robot real. Sin embargo, cuando los modelos cambian, los equipos existentes deben adaptar sus agentes para controlar los nuevos cuerpos.

Soccerbot

Anatomía de Soccerbot
Soccerbot renderizado en 3D

El primer modelo de agente utilizado en la liga 3D fue el Soccerbot , basado en el HOAP -2 de Fujitsu . Al ser el primer modelo 3D de RoboCup, los equipos se centraron principalmente en el equilibrio y la movilidad básica. Por consiguiente, este modelo de agente no cuenta con todas las funciones de un robot bípedo de tamaño humano que juegue al fútbol. ^{[ 5 ]} Por ejemplo, el Soccerbot tiene una cámara omnidireccional montada en el torso, por lo que la cabeza es fija. Asimismo, las articulaciones de la cadera están restringidas a rotaciones alrededor de ejes perpendiculares.

Soccerbot también fue diseñado dentro de ciertas limitaciones del sistema de simulación de la época. ^{[ 5 ]} A medida que el simulador se volvió más robusto, fue posible crear modelos de robots más sofisticados.

Robot Nao

Anatomía de Nao
Nao renderizada en 3D
El verdadero Nao

El modelo de robot que se utiliza actualmente en las competiciones se basa en el robot Nao de Aldebaran Robotics . Cuenta con 22 bisagras para controlar el movimiento de su cuerpo.

Nao cuenta con una cámara direccional montada en la cabeza. Esta puede girar en dos grados de libertad, abarcando un rango de -120 a 120 grados de izquierda a derecha y de -45 a 45 grados de abajo hacia arriba. La cámara tiene un campo de visión de 120 grados de ancho.

Nao también tiene una estructura de cadera más compleja.

Perceptores

El robot jugador Nao está equipado con varios perceptores:

El GyroRatePerceptor proporciona información sobre la orientación relativa a los ejes X, Y, Z. Nao tiene uno fijo en el torso.
HingeJointPerceptor proporciona el ángulo actual de una articulación de bisagra. Las articulaciones de bisagra solo pueden doblarse a lo largo de un eje. Nao tiene 22 articulaciones de este tipo.
El sensor ForceResistancePerceptor proporciona información sobre la ubicación, la dirección y la magnitud de una fuerza aplicada sobre una parte del cuerpo. Nao tiene uno de estos sensores en la planta de cada pie.
El acelerómetro mide la aceleración a lo largo de los ejes X, Y, Z de la parte del cuerpo a la que está fijado. Registra la gravedad. Nao lleva uno instalado en el torso.
VisionPerceptor es una cámara especializada que informa sobre la ubicación de ciertos puntos de referencia en el campo, el balón y otros jugadores. Las posiciones se informan en coordenadas polares con respecto a la dirección de la mirada de Nao.
GameStatePerceptor detecta el tiempo de juego y el modo de juego (antes del saque inicial, tiro libre, fin del juego, etc.).
HearPerceptor detecta los mensajes enviados por otros agentes en el terreno, informando sobre su distancia, dirección y el mensaje en sí.

La plataforma de simulación SimSpark permite la ampliación mediante perceptores personalizados, pero esto no está permitido en las competiciones.

Efectores

CreateEffector se envía una sola vez después de que el agente se conecta para crear un robot dentro del servidor.
HingeJointEffector especifica que se debe aplicar una fuerza determinada a una articulación de bisagra específica. Nao tiene 22 de estas bisagras.
BeamEffector se utiliza para reposicionar al robot jugador en los momentos del juego en que esto está permitido.
SayEffector hace que el robot diga un mensaje que pueden escuchar sus compañeros de equipo y oponentes dentro de un cierto rango a través del HearPerceptor .

Medios de comunicación

Cinco goles del SEU-RedSun en la RoboCup 2008 (YouTube)
Vídeos del Japan Open 2010 (ustream)
Lo más destacado de UT Austin Villa en la RoboCup 2011 (YouTube)
Resumen de la Liga de Simulación 3D RoboCup 2012 (YouTube)
Lo más destacado de UT Austin Villa en la RoboCup 2014 (YouTube)
Lo más destacado de UT Austin Villa en la RoboCup 2015 (YouTube)
Lo más destacado de UT Austin Villa en la RoboCup 2016 (YouTube)
Lo más destacado de UT Austin Villa en la RoboCup 2017 (YouTube)
Reproductor web para archivos de registro de competiciones anteriores

Equipos

Equipo Nao Humboldt - NaoTH
Murciélagos verdes pequeños
Villa de la UT Austin
Los Tres Mosqueteros - L3M-SIM
RoboCanes
FC Portugal
magmaOffenburg
BahiaRT
ITAndroids 3D
kgpkubs
[AIUT3D]

Véase también

Referencias

↑ "Simulación de fútbol - Simspark" . 2 de noviembre de 2017.
↑ "El simulador de fútbol RoboCup" . 18 de julio de 2017.
↑ Kögler, Marco; Obst, Oliver (2004). «Simulation League: The Next Generation» . RoboCup 2003: Copa Mundial de Fútbol Robótico VII . Lecture Notes in Computer Science. Vol. 3020. pp. 458–469 . doi : 10.1007/978-3-540-25940-4_40 . ISBN 978-3-540-22443-3.
↑ Obst, Oliver; Rollmann, Markus (2004). "Spark – Un simulador genérico para simulaciones físicas multiagente" . Tecnologías de sistemas multiagente . Notas de clase en ciencias de la computación. Vol. 3187. pp. 243–257 . doi : 10.1007/978-3-540-30082-3_18 . ISBN 978-3-540-23222-3.
1 2 "proyectos - Old Zigorat3D en GooglePages.com" . 30-06-2007 . Consultado el 27-08-2022 .

Enlaces externos

Wiki de SimSpark: Instrucciones de instalación para SimSpark y rcssserver3d en todas las plataformas.
Artículo de la RoboCup Wiki Soccer Simulation League en la wiki oficial de RoboCup.
Archivo de la competición: Archivo de archivos de registro, archivos binarios de los equipos y documentos de descripción de los equipos de competiciones anteriores.
RoboViz Herramienta de monitoreo RoboViz en GitHub.
Editor de movimiento AIUT3D Editor de movimiento AIUT3D para crear movimientos basados en fotogramas clave.

[1] "Simulación de fútbol - Simspark" . 2 de noviembre de 2017.

[2] "El simulador de fútbol RoboCup" . 18 de julio de 2017.

[3] Kögler, Marco; Obst, Oliver (2004). «Simulation League: The Next Generation» . RoboCup 2003: Copa Mundial de Fútbol Robótico VII . Lecture Notes in Computer Science. Vol. 3020. pp. 458–469 . doi : 10.1007/978-3-540-25940-4_40 . ISBN 978-3-540-22443-3.

[4] Obst, Oliver; Rollmann, Markus (2004). "Spark – Un simulador genérico para simulaciones físicas multiagente" . Tecnologías de sistemas multiagente . Notas de clase en ciencias de la computación. Vol. 3187. pp. 243–257 . doi : 10.1007/978-3-540-30082-3_18 . ISBN 978-3-540-23222-3.

[google1-5] 1 2 "proyectos - Old Zigorat3D en GooglePages.com" . 30-06-2007 . Consultado el 27-08-2022 .

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