Le plan des robots pour vaincre les humains … en jouant au football
L’objectif de football est d’affronter en 2050
Deux robots NAO se disputent une balle.
ROBOCUP
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Les robots ont un plan. En fait, le plan est que les humains vaincent d’autres humains à l’aide de robots, mais personne ne niera que l’expression «les robots ont un plan» a beaucoup plus d’attrait et génère de l’anxiété.
Peut-être que c’est le désir de regarder le football ou le fait que la Premier League biélorusse ne vous remplit pas l’œil, mais tout à coup un après-midi, sans doute influencé par la société d’un Roomba pendant plus d’un mois, vous vous retrouvez à regarder des vidéos de la RoboCup .
En observant des robots plus ou moins humanoïdes montrant la coordination sur le ballon, la question se pose: et si au prochain confinement, le football ne s’arrête pas parce que les robots vont jouer? Seront-ils meilleurs que nous?
La compétition entre la machine et l’humain n’est pas nouvelle. Mais en voyant à quelle vitesse Deep Blue a triomphé intellectuellement du champion du monde d’échecs Garry Kasparov en 1996, l’année suivante, la communauté scientifique s’est lancé un autre défi: battre les humains dans leur sport préféré, le football. Et ils se sont fixé une date cible pour y parvenir.
En 2050, une équipe de robots humanoïdes complètement autonomes gagnera un match, selon les règles officielles de la FIFA, contre le vainqueur de la dernière Coupe du monde.
C’est le mantra de la RoboCup, la grande compétition de robotique, qui en plus du football a d’autres domaines tels que le sauvetage ou la RoboCup @ Home, qui se concentre sur des questions plus domestiques.
Mais pourquoi le football? Qu’avons-nous fait aux robots pour qu’ils veulent nous battre dans le sport que nous aimons le plus?
Points forts de la catégorie RoboCup 2019 MSL
Un des humains qui a pris le parti des robots, Francisco Martin, docteur en robotique et chef du laboratoire de robotique intelligent de l’Université Rey Juan Carlos, a expliqué.
« Le football est choisi parce que vous n’avez pas à expliquer ses mécanismes aux gens, c’est le sport le plus connu et implique la coordination, l’intelligence … et la robotique est l’art de l’intégration », a-t-il déclaré.
« D’accord, mon téléphone portable me bat aux échecs, les voitures se conduisent et les machines donnent de meilleurs orgasmes que moi, mais … [he scratches his beard for a while and after a few seconds that seem eternal raises his eyebrows with a brilliant idea] mais le robot qui est capable de faire quoi [Lionel] Messi n’est pas encore né. «
Tout spectateur qui regarde les exemples de vidéos ici ou qui a assisté à l’un des matchs de ces compétitions poussera un léger soupir de soulagement que l’adversaire a encore du chemin à parcourir, mais les progrès qu’ils réalisent sont stupéfiants.
Et ne commettez pas l’erreur de sous-estimer tout le travail qui va dans quelque chose d’aussi simple qu’une balle frappée par un robot parce que vous la voyez comme maladroite.
« Je me souviens d’une fois où nous sommes allés avec les chiens robots pour jouer au football, pour faire des démonstrations à la Foire du livre et dans d’autres endroits, et je me souviens que les enfants disaient, » les robots jouent si mal « », a noté Martin.
« Mais, aussi mauvais qu’ils paraissent, savez-vous ce que vous devez faire pour que le robot fasse ça? C’est incroyable, toute cette coordination, cette perception en temps réel, ce calcul … Il y a des domaines entiers de connaissances rien que pour le robot. » marcher. »
Bien qu’essayer d’expliquer à quelqu’un que là où il voit une maladresse, il y a en fait un exploit serait comme se disputer avec Aristote en grec ancien – nous allons essayer.
Diego Rodriguez est doctorant à l’Institut d’informatique de l’Université de Bonn et l’un des parents de NimbRo-OP2, qui a remporté le prix du meilleur humanoïde, quelque chose comme le Ballon d’Or, lors des deux dernières éditions du RoboCup.
« Dans la communauté scientifique, le concept d’apprentissage a une signification assez particulière et est utilisé avec prudence », a déclaré Rodriguez.
« Jouer au football est une tâche assez complexe qui est traditionnellement divisée en différents modules.
« Parmi eux, nous pouvons trouver: la vision, qui est en charge d’identifier les objets dans son environnement tels que des balles, des adversaires, des buts; l’emplacement, qui établit la position du robot sur le terrain; la locomotion ou la marche, qui génère les mouvements du robot, et le comportement, qui est le principal module de prise de décision.
« Certains de ces modules sont appris [vision], et d’autres sont développés analytiquement [location, locomotion and behaviour]c’est-à-dire que le robot traite une série de signaux selon des algorithmes établis.
« La vision est pleinement acquise à l’aide d’une base de données contenant des milliers d’images prises à partir de la caméra de différents robots qui ont déjà participé à la RoboCup.
« Dans ces images, les objets d’intérêt comme les balles, les adversaires, etc. sont détectés manuellement [by people].
« Grâce à des réseaux de neurones et avec des milliers d’images, le robot apprend à identifier des modèles pour identifier des objets d’intérêt. »
Robots de la Ligue de taille moyenne.
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En d’autres termes, lorsque le robot lève la tête dans un match, il a appris devant de nombreux enfants qui reviennent du football tous les samedis avec cette leçon de nos parents et entraîneurs – «gardez la tête haute!
« Enfin, une fois que le robot sait où se trouve le ballon, ses coéquipiers et ses adversaires, grâce au module de vision, prennent des mesures telles que se diriger vers le ballon, se déplacer dans la direction du ballon à une certaine distance en évitant les collisions avec ses coéquipiers, donner des coups de pied , ou tout simplement en attente, grâce au module comportement « , a commenté Rodriguez.
Cela nous donne effectivement une idée superficielle de la façon dont un robot joue.
Mais à quoi ressemble une équipe de robots? Si quelqu’un a vu The English Game sur Netflix, il aura découvert qu’au début, le football ne se jouait pas en passant le ballon. Que le jeu était désorganisé et évolué vers une mêlée pure, jusqu’à ce qu’une culture de jeu en équipe se développe.
C’est là qu’interviennent les robots, aidés par Francisco Martin, entre autres:
« Passer le ballon était compliqué », a-t-il expliqué.
« Il y a une chose que nous avons appelée Switch, qui est de donner des rôles aux robots qui jouent. »
« Vous n’avez joué qu’en allant chercher le ballon; tout le monde est allé chercher le ballon et a formé une mêlée.
« Et si vous poussez un adversaire, vous êtes expulsé du terrain et parfois tout le monde dans votre équipe est expulsé.
« Ensuite, un robot va chercher le ballon et les autres non.
« Nous avons créé un système de rôles pour avoir des défenseurs, des attaquants et un assistant.
« Le défenseur est toujours entre le ballon et le but, en tenant compte du fait qu’il ne peut pas pénétrer dans sa surface; l’attaquant va chercher le ballon et l’auxiliaire reste dans une position qu’il considère bonne en cas de rebond.
« La bonne chose que nous avons faite est que ces rôles n’étaient pas fixes. Si le ballon est allé au défenseur, il est devenu un attaquant et un, qui était plus proche, a changé de rôle et est devenu un défenseur. »
« Ils aident l’équipe, un robot revient défendre ».
Tout ce qu’il faut maintenant, c’est que les robots commencent à coopérer. Il ne reste plus qu’à quelqu’un de leur apprendre à lire dans nos esprits, ou si nous descendons du cheval de la science-fiction, à anticiper nos mouvements, auquel cas nous n’aurons aucune chance.
NimbRo-OP2, le meilleur humanoïde de la RoboCup, en action.
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Diego Rodriguez pense que nous finirons par voir quelque chose comme ça.
« À un moment donné, le robot doit développer un modèle des adversaires, car ce n’est pas un jeu qui dépend entièrement de ses propres compétences mais aussi des compétences de l’adversaire », a-t-il déclaré.
« Les échecs sont un excellent exemple. Actuellement, le meilleur système d’intelligence artificielle qui joue aux échecs est basé sur l’apprentissage par renforcement en créant un modèle du jeu.
« Ce genre de méthodes a commencé à être utilisé pour apprendre à jouer au football.
« Par conséquent, j’espère que les robots seront en mesure de développer des modèles qui anticipent l’intention des adversaires, y compris les passes et autres mouvements.
« Cependant, je ne peux pas évaluer si ces méthodes se développeront à un point tel qu’elles seront efficaces dans un jeu dans des conditions réelles contre les êtres humains. »
C’est ainsi qu’un robot voit le terrain et la balle.
NimbRo
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Un peu d’espoir pour la race humaine. Ou peut-être pas, car si nous avons raté la dernière phrase, cela signifie que nous avons manqué un terme clé: l’apprentissage par renforcement.
« Ces dernières années, l’apprentissage en profondeur, l’apprentissage par renforcement, a fait irruption avec les nouveaux GPU (unités de traitement graphique) qui donnent une puissance bestiale », a ajouté Rodriguez.
« Il existe des simulations dans lesquelles un robot apprend comment un humain marche.
« Il commence juste à s’entraîner – au début il est très maladroit et petit à petit il apprend, par renfort.
« Maintenant, avec les GPU, vous quittez la formation en informatique pendant une semaine et peut-être que vous réussirez bien dans une simulation.
« Le problème est de l’emmener à un vrai robot, qui en compétitions doit être suivi par un arbitre pour qu’il ne tombe pas [the robot is worth money].
« Google a créé une ferme avec 30 bras et les a fait 24 heures par jour, sept jours par semaine, pendant des semaines, pour le faire en réalité.
« Les robots existent dans la réalité, pas dans la simulation. L’apprentissage par renforcement peut aider. »
Après avoir récupéré du froid de la lecture de « ferme aux bras », revenons au sujet: combien de temps encore jusqu’à ce que les robots puissent nous battre au football?
« Actuellement, l’un des grands défis est la construction et le contrôle [programming] de robots qui exécutent des mouvements agiles et dynamiques tels que la course, le saut, les coups de tête … « , a déclaré Rodriguez.
Coups de tête!? Je le jure, j’ai retranscrit correctement ce que Diego Rodriguez a dit: coups de pied!
C’est ainsi que NimbRo-OP2, le vainqueur du robot de football Ballon d’Or, joue
« Dans la ligue des humanoïdes, le problème est de le construire [the mechanism]; il suffit de le construire et il va au ballon et donne un coup de pied au ballon « , a noté Francisco Martin.
« Il y a aussi le problème de l’extérieur et de l’intérieur [factors]; jouer au soleil ou dans un environnement avec de l’herbe.
« Chez les petits humanoïdes, la surface et le ballon ont changé.
« Maintenant, ils y ont mis de la rugosité pour simuler l’herbe et la balle est blanche avec de petits points noirs.
« Avant, les buts étaient colorés et maintenant ils sont blancs.
« Quand vous voyez qu’ils jouent relativement bien, la difficulté augmente. »
Alors, venons-nous d’avoir 30 ans de suprématie?
« Il est difficile de faire une prédiction », a commenté Rodriguez.
« Il y a 30 ans jusqu’en 2050 et si l’on compare le niveau technologique d’il y a 30 ans en 1990, le monde a beaucoup changé.
« En outre, l’objectif est assez ambitieux. À mon avis, de nombreux développements scientifiques sont nécessaires pour atteindre cet objectif.
« Quelque chose qui pourrait augmenter la probabilité d’atteindre cet objectif est la participation d’entreprises avec d’immenses ressources comme IBM qui a développé DeepBlue ou Google avec AlphaGo. »
Ce qui est clair, c’est que, quand il sera réalisé, malgré toutes les blagues, ce sera une réalisation humaine impressionnante.
Une bataille pour le ballon dans la RoboCup.
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Lorsque cette première équipe de robots est capable de battre les champions du monde humains, si nous creusons dans la montagne de connaissances qui aura abouti à leur victoire, nous trouverons nos joueurs vedettes actuels dans la strate correspondant à 2020, où ils contribuent à construire la gloire future.
« Je dis toujours que nous marchons sur les épaules de géants », a déclaré Martin.
« C’est un travail scientifique de plusieurs années; je ne pars pas de zéro, je pars d’une recherche qui est née dans les années 60 et 70.
«Les robots jouent maintenant beaucoup mieux parce que les gens amélioraient les techniques, les publiaient, quittaient les logiciels et quand en 2050 l’objectif sera atteint, de nombreuses petites étapes de nombreuses personnes auront été prises pour y arriver.
« Nous, les scientifiques, essayons de pousser un peu plus loin les murs de la science.
« Grâce au travail de nombreuses personnes, cela sera réalisé et ce sera un travail d’effort mondial ».
Jusqu’à ce que nous voyions 11 robots descendre d’un bus, se diriger vers les vestiaires avec leurs écouteurs allumés et s’entraîner devant des humains, nous pouvons profiter de leurs progrès chaque année dans le RoboCup, le concours dans lequel les différentes équipes de chercheurs montrent leurs progrès .
Ceux-ci entrent également dans différentes catégories: simulation, petite taille, taille moyenne, standard (dans laquelle tous les participants utilisent le même robot, le NAO de SoftBank Robotics) et humanoïdes.
Si nous avons de la chance, lorsque le monde reprendra après le coronavirus, l’équipe de Francisco Martin à l’Université Rey Juan Carlos a l’intention d’amener la RoboCup 2023 ou 2024 en Espagne, afin que nous puissions voir l’avenir de près.
L’avenir est déjà là: le robot qui tire comme Steph Curry
Ce serait une occasion unique d’agir comme éclaireurs et d’avoir un aperçu de ce qui va arriver.
Pendant ce temps, les ingénieurs et les scientifiques étudient et les robots, comme nous, ne peuvent pas apprécier le football.
On pourrait dire que « personne ne manque plus à Messi qu’un robot … », une phrase qui nous conduirait dans un monde dystopique où les machines ont des sentiments, voire de la nostalgie, pour la présence d’un être humain sur un terrain de football.
Mais la conclusion est un demi-tour, et cela nous ramène à The Terminator: « Parce que vous ne pouvez pas l’étudier et apprendre à le battre. »
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