Nach Austragungsorten wie Atlanta und Shanghai hatte die TU Graz mit dem RoboCup 2009 erstmals die weltweit größte Robotikveranstaltung nach Österreich in die steirische Landeshauptstadt geholt. Insgesamt hatten sich 407 Teams mit rund 2300 Teilnehmern aus 44 Nationen für die Wettbewerbe qualifiziert, bei denen mehrere hundert Roboter in unterschiedlichen Ligen eine Woche lang versuchten, das Runde ins Eckige zu buxieren: auf zwei Beinen oder auch auf Rädern.

Der beliebte Mannschaftssport verlangte das aktive Agieren in einer realen Umgebung und stellte damit für Roboter eine große Herausforderung dar. Sie mussten Objekte wie etwa den Ball erkennen, sich selbst und andere Spieler lokalisieren, auf Gegenangriffe reagieren, ihren Weg planen, sich fortbewegen und letztendlich einen Ball ins richtige Tor befördern. Dafür hatten die Mannschaften pro Spiel zwei Mal 15 Minuten Zeit.

Für alle Teams galten dabei mit dem Reglement des Fußballweltverbandes FIFA dieselben Regeln wie für die menschlichen Profis - nur Abseits gab es für die intelligenten Roboter nicht. Am Ende standen in mehreren Kategorien deutsche Teams ganz oben auf dem Siegertreppchen: In der „Small Size League", der „Middle Size League", der „Standard Platform League" sowie in allen Klassen der humanoiden Roboter (Eine detaillierte Übersicht der Platzierungen beim RoboCup 2009 finden Sie hier).

Neben den maschinellen Kickern kämpften auch Serviceroboter als „maschinelle Butler" um den Titel. In der Junioren-Liga wurde darüber hinaus der „Dancing Star" des RoboCups gewählt: Die Jugendlichen präsentierten gemeinsam mit ihren Robotern verschiedene Tanz-Choreographien. Auch wenn bei der Veranstaltung somit Spiel und Spaß im Vordergrund standen, so kam auch der „streng wissenschaftliche Aspekt" nicht zu kurz.

Mit dem „RoboCup International Symposium" etwa fanden rund 400 internationale Experten eine Bühne vor, auf der sie ihre wissenschaftlichen Erkenntnisse und Forschungsergebnisse präsentieren konnten. Daneben feierte mit dem „Austrian Robotics Summit" der österreichische Robotik-Gipfel seine Premiere, auf dem die alpenländischen Robotik-Experten einander ihre Institutionen und Forschungsarbeiten zum Thema Robotik vorstellten.

Nicht zuletzt bildete das Thema Rettungsrobotik einen weiteren Schwerpunkt des RoboCup 2009: Einen ganzen Tag zeigten die maschinellen Retter vor dem Messezentrum Graz in verschiedenen Katastrophenszenarien, was sie können.

Die fünf Ligen des RoboCup Soccer

Simulation League

In dieser Liga spielen zwei rein virtuelle Teams mit je elf völlig autonomen Spielern sowohl in 2D als auch in 3D-Simulationen gegeneinander. Die Idee der Simulation League ist, Erfahrungen mit Strategien, Taktiken und Gruppenverhalten zu sammeln, um diese dann auf humanoide Roboter zu übertragen. Der wissenschaftliche Fokus liegt auf der Kooperation und Kommunikation der virtuellen Spieler.

Small Size League

Zwei Teams mit jeweils fünf rollenden Robotern - so präsentiert sich die Small Size League. Die Spieler haben nur wenige Sensoren onboard; sie bekommen Informationen von Kameras, die über dem Spielfeld angebracht sind. Diese Informationen werden an einen externen Computer geschickt, der dann wiederum den Robotern per Funk Kommandos zusendet. Materialien, Form und Software sind völlig frei wählbar. Einzig die Größe ist vorgegeben, das heißt der Durchmesser und die Höhe der Roboter.

Middle Size League

In der „Königsdisziplin" des RoboCup bestehen die Teams aus sechs mittelgroßen Robotern mit allen Sensoren onboard. Die Spieler dieser Liga wiegen bis zu 40 Kilogramm und haben eigene Kameras an Bord, über die sie sich selbst lokalisieren müssen. Die Kommunikation zwischen den Robotern erfolgt per WLAN, externe Eingriffe von Menschen sind nicht erlaubt. In der Regel verfügt jeder Roboter über einen Rechner, der die Informationen der Sensoren zusammenbringt, interpretiert, mit dem bereits verfügbaren Wissen kombiniert und daraus neue Aktionen ableitet.

Standard Platform League

Der große Vorteil für die Teilnehmer dieser Liga ist auch zugleich die größte Herausforderung: Alle Teams verwenden identische Roboter. Nachdem die Hardware für alle Teilnehmer die gleiche ist, geht es in diesem Bewerb um Software-Weiterentwicklung. Die Roboter agieren autonom, einzig die Kommunikation per WLAN ist ihnen erlaubt.

Humanoid League

In dieser Liga spielen humanoide Roboter, also Roboter mit menschenähnlicher Körperform und entsprechender sensorischer Ausstattung, gegeneinander. Die Spieler sind völlig autonom und ein menschliches Eingreifen in das Spiel ist nicht erlaubt. Besonders knifflig: Die Spieler auf zwei Beinen müssen ihr Gleichgewicht halten können, egal ob sie stehen, laufen oder den Ball kicken. Falls sie zu Boden gehen, müssen sie auch selbst wieder aufstehen können.

Der Festo Hockey Challenge Cup

Als Begleitprogramm zu den regulären RoboCup-Ligen fanden in Graz eine Reihe von Demoveranstaltungen statt, in deren Verlauf neue Ideen und Konzepte für zukünftige Robotikwettbewerbe und Forschungsgebiete vorgestellt wurden. Einer davon war der Festo Hockey Challenge Cup; ein neuer Wettbewerb zur Vorführung von Methoden aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz, bei dem eine bereitgestellte mobile Plattform in Industriequalität mit offenen Schnittstellen für das Programmieren und Integrieren von Sensortechnologie verwendet wird. Ziel des Spiels ist es, Hockey mit Pucks, wie sie im Hallen-Eishockey zum Einsatz kommen, zu spielen.

Jeder „Robotino" verfügt hierfür über dieselbe fixe Vorrichtung, mit der er einen Puck halten, abspielen und schlagen kann. Der Roboter besitzt neun Infrarot-Abstandssensoren. Zusätzlich sind ein analoger induktiver und zwei optische Sensoren verfügbar, mit denen der Robotino zum Beispiel vordefinierte Wegstrecken, die farbig oder mittels eines Aluminiumbandes markiert sind, erkennen und diesen folgen kann. Per Web-Kamera und der Software Robotino-View nimmt der Roboter die Umgebung in Farben und Formen wahr und setzt die Daten in die richtigen Bewegungsabläufe um. 

Mit dem omnidirektionalen Antrieb fährt der Robotino reaktionsschnell in alle Richtungen vorwärts, rückwärts und seitwärts und dreht auch auf der Stelle. Drei DC-Industriemotoren erzielen Geschwindigkeiten bis zu 10 km/h. Mit den zwei 12V-Blei-Gel Akkumulatoren, die eine Laufzeit von bis zu zwei Stunden gewährleisten, bleibt die Energieversorgung im Wettkampf erhalten - alles beste Voraussetzungen, um eine Taktik im Spiel schnell zu planen und flexibel umzusetzen.

Am besten wusste letztlich die Mannschaft der Universität Osnabrück die Potentiale des Robotinos zu nutzen: Sie gewann das Finale durch Penalty-Schießen mit 3:2 gegen das Team der Uni Kairo.

National Instruments adressiert die Anwender von morgen

Neben Festo war auch National Instruments in Graz präsent, und zwar als Eventsponsor. Nach Worten von Rahman Jamal, Technical & Marketing Director Central Europe, spielt für den Messtechnikspezialisten das Thema Robotik eine ebenso wichtige Rolle wie die Studentenförderung. Neben den Plattformen für Robotik bilden die Werkzeuge und Produkte für den Ausbildungsbereich daher einen wichtigen Schwerpunkt von National Instruments.

Und so konnten sich die Robocup-Besucher auf dem NI-Stand unter anderem über die „National Instruments Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite" - kurz ELVIS - informieren. Dabei handelt es sich um eine Suite von zwölf häufig verwendeten Messgeräten in einer kompakten Plattform, die sich ideal für den Einsatz im Unterricht und Labor eignet (nähere Informationen unter www.ni.com/application_nielvis/d/).

Als weiteren Schwerpunkt neben ELVIS präsentierte NI beim RoboCup die Ergebnisse eines eigenen Roboterprojektes, das im März dieses Jahres im Rahmen der NI WorldClass realisiert wurde. Bei diesem Workshop unter dem Motto „20 Studenten - 5 Tage Technik, Gruppenerlebnis & Gedankenaustausch" arbeiteten 20 Top-Studenten fünf Tage an einem komplexen Roboterprojekt.

Dabei galt es, mit teilautonomen Robotern einen Parcours bestehend aus zwei Aufgaben zu absolvieren. Die technische Aufgabenstellung umfasste die Steuerungsprogrammierung teilautonomer Roboterfahrzeuge, die ihre Umweltdaten von einer zentralen Sensorik empfangen.

Die Ergebnisse der Sensordatenauswertung wurden über ein digitales Modulationsverfahren drahtlos an die Roboterfahrzeuge übermittelt. Als Standardplattform für die Roboter diente der Volksbot aus dem Hause Fraunhofer IAIS, St. Augustin, mit NI-CompactRIO als Embedded-Plattform und Motion-Controller.

Die nächste NI WorldClass ist für das Frühjahr 2010 geplant. Projektdetails, Videos und weitere Informationen zur NI WorldClass gibt es unter http://www.niworldclass.de/.