Plotseling was hij overal in het nieuws: TUlip, één meter en twintig centimeter hoog. ‘Teen size’ noemen ze dat bij RoboCup, een internationale voetbalcompetitie voor robots die in 1993 in het leven is geroepen om de robotica te promoten. Die aandacht was onverwacht, zegt dr. Dragan Kostic, sinds juli docent robotica bij Werktuigbouwkunde. Een journaliste van de Volkskrant vroeg zich naar aanleiding van een robotbeurs in Japan af hoe het met de Nederlandse robots was gesteld. Telefonisch contact met Kostic resulteerde in een stukje over het 3TU-initiatief op de voorpagina van 25 oktober. Nog diezelfde avond was een reportage over de robots te zien op het NOS-journaal. “En dat terwijl we eigenlijk nauwelijks met de humanoids begonnen zijn”, zegt Kostic lachend.

Prof.dr. Henk Nijmeijer, hoofd van de sectie Dynamics and Control van de faculteit Werktuigbouwkunde en eindverantwoordelijk voor de Eindhovense bijdrage aan Dutch Robotics, beaamt dat. “Het initiatief stamt van twee jaar terug, en dit jaar hebben we als 3TU voor het eerst meegedaan aan de wereldkampioenschappen. Maar pas sinds de zomer hebben we er in Eindhoven serieus werk van gemaakt.” Zo’n twintig studenten en promovendi van Werktuigbouwkunde, Informatica en Elektrotechniek komen sinds kort elke woensdagavond bijeen om aan de TUlip te werken. Vooralsnog op vrijwillige basis, en volgens Nijmeijer zal dat nog wel even zo blijven: “Er zullen in de toekomst vast wel studenten meewerken in het kader van een afstudeerproject, of promovendi als onderdeel van hun promotieopdracht, maar de meesten zullen het als hobby blijven doen.”

Er bestaan vier exemplaren van TUlip; elk van de deelnemende partijen -de drie TU’s en Philips- heeft er eentje staan. De Delftse robot werd deze zomer uitgezonden naar het RoboCup WK in het Chinese Suzhou. Hij kan nog niet zelfstandig lopen en schieten, en kon daarom alleen als keeper meedoen aan het penaltyschieten voor humanoids. Het geeft aan dat er nog een lange weg is te gaan. “Maar dat werkt ook stimulerend”, zegt Nijmeijer. “Ik weet nog goed dat we in 2005 voor het eerst meededen aan de midsize-competitie met Tech United. Toen kwamen de robots door softwareproblemen helemaal niet vooruit. Van die blamage hebben we veel geleerd.” En met resultaat: de midsize TURTLES van Tech United wonnen dit jaar het EK en haalden bij het WK in Suzhou de finale.

Om de vooruitgang te bespoedigen, stelt ieder team na afloop van EK’s en WK’s de software en de bouwplannen van de hardware van de robots voor alle RoboCup-teams beschikbaar. En elk jaar worden de spelregels aangepast aan het toegenomen niveau van de deelnemers, zodat de competitie steeds realistischer wordt. Er is niet alleen vanwege de publicitaire waarde voor voetbal gekozen. De sport vereist ook een breed pakket van vaardigheden die voor robots niet zo eenvoudig onder de knie zijn te krijgen: zoals tegen een bal schoppen terwijl je in beweging bent, de bal in het vizier houden en ondertussen ook in de gaten houden waar je bent ten opzichte van je medespelers en tegenstanders. En samenspelen natuurlijk, waar menselijke F-jes ook nog de grootste moeite mee hebben.

Zelfstandig functioneren
Het zijn juist die dynamische vaardigheden waarbij nog grote winst te behalen is. “Robots die worden ingezet bij productieprocessen in de industrie zijn al behoorlijk uitontwikkeld”, zegt Kostic. “Maar die opereren in een statische, gestructureerde omgeving, waar ze steeds dezelfde handelingen moeten verrichten.” Het voetbalspel is een mooi voorbeeld van een dynamische, ongestructureerde omgeving, waarin de robot allerlei signalen vanuit de omgeving moet verwerken en interpreteren. Wil de robot ooit een goede huishoudhulp, reddingswerker, of soldaat worden, dan zal hij tot op zekere hoogte zelfstandig moeten kunnen functioneren in een dynamische omgeving. Voetbal is een mooie kapstok om die ontwikkeling aan op te hangen.

Van de ontwikkeling van autonome robots kan bijvoorbeeld in de Rotterdamse haven en op Schiphol de vruchten worden geplukt. Door de strenge arbowetgeving mogen werknemers steeds minder tillen. Slimme robots zouden veel van het werk kunnen overnemen. Nijmeijer ziet met name toekomst in semi-autonome robots, die op afstand worden bestuurd door mensen. “Laat de tegelzetter of de oogarts maar een robot aansturen die het echte werk doet.” Volledig autonome robots blijven toch een beetje eng. “Uiteindelijk willen mensen zelf de controle houden.”/.

Prof.dr. Henk Nijmeijer (links) en dr. Dragan Kostic flankeren de Eindhovense TUlip (tijdelijk zonder hoofd).
Zie ook: http://site.dutchrobocup.com.

Gerbert van de Ven en Jeroen Willems (op de achtergrond) van Tech United met twee TURTLES.
Zie ook: www.techunited.nl.

Tech United

Waar de humanoids nog in de kinderschoenen staan, behoort de TU/e bij de wereldtop van het robotvoetbal in een andere categorie: de Middle Size League. Tech United werd in 2005 opgericht en is na een moeizaam begin bezig aan een gestage opmars. Dit jaar werd de German Open gewonnen (het officieuze EK) en in juli haalde Tech United de finale van het WK in het Chinese Suzhou.

“Wij hebben het hardste schot van alle teams”, zegt Gerbert van de Ven trots. De zesdejaars student Werktuigbouwkunde beheert vandaag met zijn studiegenoot Jeroen Willems het hoofdkwartier van Tech United in W-laag. Ze zijn de ‘office managers’.“We regelen de niet-technische zaken rondom het team, die voor de aio’s geen prioriteit hebben.”

Het menselijke deel van Tech United bestaat namelijk vooral uit aio’s en medewerkers, die niet altijd tijd kunnen vrijmaken. “We komen elke dinsdagavond bij elkaar, en de laatste anderhalve maand voor een toernooi zijn er meestal een stuk of vier mensen fulltime bezig met de voorbereidingen.” De promovendi worden eventueel tegemoetgekomen met een maximale contractverlenging van drie maanden, en de office managers zijn in dienst als student-assistent, maar Tech United is toch voornamelijk een project dat wordt gedragen door enthousiaste vrijwilligers die bereid zijn om buiten werktijd hun steentje bij te dragen.

Tech United komt uit in de klasse ‘midsize’. Van de Ven: “Dat is de koningsklasse, met de meeste deelnemers. En er wordt ook het meest gevoetbald in deze klasse, het gaat het snelst.” Waar de humanoids nog niet verder komen dan penaltyschieten, wordt in de midsize-klasse gespeeld met teams van vijf robots ter grootte van een krukje op wielen, op een veld van twaalf bij achttien meter. De robots moeten zich gedurende de wedstrijd van tweemaal vijftien minuten helemaal zelf weten te redden. Tijdens de rust worden alleen de accu’s vervangen. De Eindhovense TURTLES (kosten: zo’n 25.000 euro per stuk; er zijn zes veldspelers en een keeper) behaalden de zilveren plak in China onder meer door een ingenieus systeem van wieltjes, waarmee ze de bal bij zich kunnen houden terwijl ze over het veld manoeuvreren. De vrije trappen van de tegenstander in de finale deden Tech United echter de das om. “Zij konden de bal hoog in de kruising mikken. Daartegen was onze keeper kansloos, want die kan niet omhoog kijken, en zag de bal dus niet aankomen.” Daarom wordt nu hard gewerkt aan een extra camera, waarmee de robots ook de hoge ballen kunnen volgen.

De heren van Tech United zien de humanoids niet als concurrenten. Van de Ven: “De categorieën binnen RoboCup vullen elkaar aan: zo zijn wij onder meer bezig met de beeldverwerking en proberen we de robots wat spelinzicht aan te leren.” De grote uitdaging voor de humanoids daarentegen is volgens hem vooral de robots te leren lopen. Daarnaast heeft RoboCup nog een competitie voor minirobotjes zonder eigen camera en een categorie ‘simulatie’, zonder echte robots. “Elke klasse heeft zo zijn eigen uitdagingen. Uiteindelijk zullen de bevindingen van alle onderdelen gecombineerd worden. Dat is de opzet van RoboCup.”/.