Software cruciaal in strijd tussen voetbalrobots en mensenteam

Met de oprichting van een eigen robotvoetbalteam hoopt ICT Group samen met Fontys een duit in het zakje te doen. Oscar Reynhout, consultant bij ICT Group en Wim Hendriksen, lector bij Fontys Hogeschool ICT, vertellen hoe het zover kwam en wat de uitdagingen van het team zijn. Nederland is al sinds 1998 actief op de Robocup. Het voetbalrobotteam TechUnited van de TU/e nam vele malen deel aan de competitie en werd in 2012 en 2014 wereldkampioen. Het team staat qua niveau al jaren op eenzame hoogte, mede doordat de tegenstand steeds meer uitdunt. Oorzaken hiervan zijn de hoge instapkosten voor teams, die al snel per robot zo’n 25.000 euro nodig hebben, en de technische complexiteit van de robots.

Betaalbare voetbalrobot

Om meer tegenstanders te verleiden deel te nemen aan de Robocup, nam TU/e enkele jaren geleden het initiatief tot de ontwikkeling van een betaalbare voetbalrobot: Turtle 5K. Deze herontworpen versie van de wereldkampioen uit 2012 is te koop voor ‘slechts’ 5.000 euro. Groot verschil met zijn illustere voorganger is dat de Turtle 5K nog niet kan voetballen. De robot bevat namelijk alleen een kaal Linux-besturingssysteem, het Robot Operating System (ROS). De ROS bevat drivers voor de beschikbare hardware zoals de omni-wielen waarmee de robot rijdt. Aan de koper de taak om zodanig aan hardware en software te sleutelen dat de robot kan voetballen. Een van de kopers, chipfabrikant ASML, slaagde hierin en nam in 2015 zelfs deel aan de Robocup in China.

Softwareontwikkeling

Op verzoek van Frank Steeghs, projectleider van het Turtle 5K, is ICT Group sinds eind vorig jaar bij het project betrokken. Oscar Reynhout van ICT begeleidde als nevenactiviteit zestien studenten van Fontys Hogeschool ICT en Avans Hogescholen bij de ontwikkeling van software. De software moet de robot slimmer en beter maken. Voor ICT Group is het voetbalrobot-project een uitgelezen kans om ervaring op te doen met robotica en kunstmatige intelligentie.

Oscar: ‘Voor collega’s is het een fantastisch hobbyproject en als bedrijf is het, gezien de opkomst van robotica in sectoren als de zorg en industrie, een prachtige kans om te experimenteren met nieuwe technologie en ideeën op dit gebied. Daarnaast onderhouden we dankzij het project intensieve relaties met mkb-bedrijven en onderwijsinstellingen. Zakelijk gezien en qua recruitment heel interessant.’

Eigen voetbalteam

De studenten, verdeeld in vier groepen (architectuur, motion, model driven development en ROS), begonnen in september 2015 aan de softwareontwikkeling. Na een half jaar waren ze er in geslaagd de robot de bal te laten detecteren, er op af te rijden en op doel te schieten. ‘Ze zijn van nul begonnen dus dat is een immense prestatie’, vertelt Wim Hendriksen van Fontys met trots over het succes van zijn studenten.’ Het resultaat leidde ertoe dat Oscar en Wim nu zelfs dromen van een eigen voetbalrobotteam. Wim: ‘We zijn nu op zoek naar mkb-bedrijven met aanvullende competenties om samen een nieuw team op te richten. Hierdoor kunnen we meerdere robots in één keer kopen waardoor we de productiekosten kunnen delen. Op de beurs High-Tech Systems, afgelopen maart, toonden veel bedrijven interesse dus ik verwacht dat het team er gaat komen.’Wim: ‘We zijn nu op zoek naar mkb-bedrijven met aanvullende competenties om samen een nieuw team op te richten. Hierdoor kunnen we meerdere robots in één keer kopen waardoor we de productiekosten kunnen delen. Op de beurs High-Tech Systems, afgelopen maart, toonden veel bedrijven interesse dus ik verwacht dat het team er gaat komen.’

Model Driven Development

Het nieuwe team zal zich volgens Oscar in eerste instantie richten op het aftroeven van ‘werktuigbouwkundige’ teams uit de regio. ‘De robots van TechUnited en ASML bijvoorbeeld zijn hoofdzakelijk gemaakt door mensen uit de mechanica en elektronica. Wij willen ze verslaan met excellente software.’ Een van de grootste uitdagingen zal zijn om de software zo foutloos mogelijk te programmeren. Wim: ‘Robots mogen geen logische fouten maken zoals een dead lock (robots die op elkaar wachten, red). De praktijk is nu dat één op de honderd regels code fouten bevat. Met programmeermethodes zoals model driven development (vanuit theoretisch model codes maken, red.) programmeren we op abstracter niveau waardoor de kans op fouten afneemt.’ Oscar: ‘Vergelijk het met spellingcontrole in Word: als je nu een typefout maakt zie je een rood lijntje. Beter zou zijn als Word direct foutieve zinsconstructies verbetert en idealiter wijzigt het programma zelfs de tekst als die inhoudelijk niet klopt. Dat laatste is wat je met model driven development kan doen.’ Software gaat er volgens de organisatie van Robocup uiterlijk in 2050 voor zorgen dat voetbalrobots van mensen winnen. Oscar: ‘Het verschil tussen FC Barcelona en PSV zit niet in de fysieke gesteldheid maar in de techniek en de tactiek. Met robots is dat niet anders. De techniek moet in orde zijn; robots moeten goed kunnen passen en dribbelen. Maar goed samenspel; interactie tussen de robots, moet robots uiteindelijk de overwinning brengen. Als het zover is, ben ik net met pensioen denk ik.’ Lezen over robotvoetbal is leuk maar je moet het eigenlijk zien.