Ab Mittwoch startet im niederländischen Eindhoven die diesjährige Ausgabe der Robocup-Weltmeisterschaft. In der "Standard Platform League" treten Teams von jeweils sieben Robotern gegeneinander an. Das etwa 60 Zentimeter große Modell Nao des französischen Herstellers Aldebaran Robotics ist dabei vorgegeben. Der eigentliche Wettbewerb wird zwischen den Programmierern ausgetragen: Wer schreibt den besten Code für die kleinen Maschinen, die sich nach Anpfiff selbstständig auf dem Spielfeld bewegen und den kleinen Ball ins gegnerische Tor befördern müssen.

Aus Mitteldeutschland nehmen unter anderem Teams der OvGU Magdeburg und der HTWK Leipzig teil. Die Leipziger haben in den vergangenen Jahren zuverlässig die Endrunde erreicht, unterlagen dort aber regelmäßig dem Team B-Human der Universität Bremen. MDR WISSEN sprach vorab mit Max Polter vom Team der HTWK.

Thomas Röfer von der Universität Bremen hat den Kollegen von T3N verraten, dass er eine Neuauflage des Finales der vergangenen Jahre erwartet, sprich, dass die HTWK wieder die Endrunde erreicht, gegen das Bremer Team B-Human, die den Titel immerhin schon 14 Mal gewonnen haben. Ehrt Sie, dass die Weltmeister fest damit rechnen, dass ihr HTWK Team sie wieder herausfordern wird?

Natürlich freut uns, dass uns B-Human über all die Jahre weiterhin respektiert. Neben der Rivalität verbindet uns nicht nur die gemeinsame Leidenschaft zum Roboterfußball, sondern auch viele Freundschaften, die sich über die Jahre in der gesamten Liga gebildet haben. Außer B-Human gibt es noch einige weitere starke Teams in unserer Liga, die uns das Finale mit B-Human sehr gerne streitig machen würden. rUNSWift aus Australien und die HULKs aus Hamburg beispielsweise sind sehr starke Kandidaten, die sich ständig weiterentwickeln und innovative Ansätze mitbringen. Sich dazu hinreißen zu lassen, auf die Erfolge der vergangenen Jahre zu vertrauen, wäre ein grober Fehler und die anderen Teams würden an uns vorbeiziehen. Wir sind hier, um unser Bestes zu geben, um ins Finale zu kommen; aber ähnlich wie beim Menschenfußball kann schnell mal alles anders laufen als geplant – und das gilt ebenso für die Bremer.

Bislang waren die Bremer zuverlässig vorne. Zuletzt bei der Deutschen Meisterschaft gelang ihnen zwar ein Gegentor, trotzdem kamen die Hanseaten aber auf vier Treffer. Was ist das Rezept von B-Human und was halten Sie dieses Mal dagegen?

B-Human schafft es jedes Jahr einen Tick besser, schneller oder stabiler in so gut wie jedem Aspekt des Roboterfußballs zu sein. Ein großer Vorteil ist, dass das Team fest in den Studiengang an der Bremer Universität integriert ist. Dadurch gibt es laufend neue Teammitglieder, die – selbst wenn sie nur im Rahmen ihres Studiums dabei sind – einen Beitrag zum Code leisten können. An der HTWK sind wir zwar unabhängiger, dementsprechend aber auch selbst dafür verantwortlich, wie wir uns weiterentwickeln. Das gibt uns die Freiheit, ungewöhnlichere Projekte zu verfolgen, bedeutet aber auch, dass wir ausschließlich in unserer Freizeit an den Robotern arbeiten und da kann es schon mal zu einem Engpass kommen.

Mit den weitreichenden Regeländerungen der letzten Jahre haben wir viele großangelegte Umstrukturierungen unserer Software ins Auge gefasst und hatten dabei immer den Blick auf neue Entwicklungen in der Informatik, die die Aufgaben effizienter und weitreichender lösen als klassische Ansätze. Ein roter Faden dabei ist, feste Regeln für das Verhalten im Spiel nach und nach gegen dynamische Lösungen auszutauschen. Das lässt sich grob so erklären, dass die Roboter in allem, was sie tun, spontaner und exakter auf ihr Umfeld reagieren und keine festgelegten Routinen abarbeiten. Das birgt zwar viele Vorteile, ändert aber auch die Fehlersuche – je mehr unterschiedliche Arten von Lösungen ein intelligentes System finden kann, desto schwieriger wird es zu bestimmen, welche die beste ist. Und natürlich interagieren auf einem Roboter mehrere solcher Systeme. Das Finale der Deutschen Meisterschaft war wirklich packend, die Spiele unserer Liga enden für gewöhnlich mit einem "zu null"-Ergebnis; Tore auf beiden Seiten sind in den hochklassigen Spielen der Weltmeisterschaft äußerst selten. Mit der Sensation unmittelbar nach Bordeaux (der erste Gegentreffer gegen B-Human im Spiel bei der Deutschen Meisterschaft, Anm.d.Red.) haben wir nicht ernsthaft gerechnet, aber die Daten der ungewöhnlich vielzähligen Torchancen sind sehr wertvoll – verwandelt oder nicht. Ob wir mit unseren Schlussfolgerungen auf der richtigen Spur sind, wird sich in den nächsten Tagen zeigen. Es bleibt spannend, ans Aufgeben denkt bei uns niemand.

Wenn man sich Videos von Robocup-Spielen ansieht, ist das oft noch ziemlich komisch: Die Roboter haben alle Mühe, den Ball überhaupt richtig zu lokalisieren. Wenn sie dann in Richtung Leder watscheln, passiert es nicht selten, dass sie das Gleichgewicht verlieren und stürzen. Kurz: Die Roboter sind also noch recht weit davon entfernt, ein flüssiges Fußballspiel zu zeigen. Was ist hier aus Ihrer Sicht die größere Schwierigkeit: die Begrenzungen durch die Hardware oder die Programmierung?

Die Gleichgewichtsprobleme der Roboter in den Spielen lassen sich nur teilweise auf den Code zurückführen, hier müssen immer Geschwindigkeit, Stabilität und Aggressivität abgewogen werden, die Hardware setzt uns hier vergleichsweise harte Grenzen. Hinzu kommt, dass sich die Roboter über die Jahre auch immer mehr abnutzen. Hier sind wir wie alle anderen Teams auf Sponsoren angewiesen, um Reparaturen und neue Roboter zu bezahlen. In unserer Liga, der Standard Platform League, ist das allerdings zum Teil auch Absicht, da alle Teams mit demselben Modell arbeiten; zurzeit ist das der Nao v6 von URG. Der Nao ist international als Lehr- und Forschungsplattform weitverbreitet und gibt uns die Möglichkeit, uns auf den Code zu konzentrieren. Natürlich programmieren sich die Teams schnell an die Grenzen des Materials. Wir suchen also ganz zwangsläufig nach eleganten und ressourcenschonenden Methoden – umständliche Berechnungen rächen sich schnell an anderer Stelle, wenn keine Kapazitäten mehr übrig sind.

Wie viel besser können Sie mit einem Nao noch werden? Wird es eines Tages eine andere, bessere Hardware geben?

Je näher man dem theoretischen Maximum der Hardware kommt, desto schwieriger wird es, noch eine Schippe draufzulegen. Schon jetzt sind die Teams so nah am Limit, was der Nao zur Spielzeit berechnen kann, dass jede weitere Ergänzung mit größter Umsicht eingebaut werden muss, sonst explodiert das Potenzial für gefährliche Fehler. Trotzdem wird jedes Jahr das Regelwerk erweitert, neue Herausforderung kommen hinzu und auch abseits des Hauptwettbewerbes gibt es technische Herausforderungen (sog. 'Technical Challenges'), in denen ganz neue Wege beschritten werden, denn immerhin wollen wir uns dem menschlichen Fußball immer mehr annähern.

Aus unserer Sicht gibt es viele Ideen und Möglichkeiten die fußballerische Leistung der Roboter zu verbessern. Jedoch könnte eine leistungsstärkere und größere Roboterplattform frischen Wind in die Liga bringen, indem der Fortschritt der Teams schneller wird und der Weg für noch ambitioniertere Methoden geebnet wird. 

Was ist ihr Ziel für die WM und wie geht es danach weiter?

Unser größtes Ziel ist, ins Finale zu kommen. Wenn wir das schaffen, wäre der Druck erstmal weg. In der Finalrunde können wir üblicherweise unsere beste Software präsentieren, nachdem wir uns eine Woche auf die Bedingungen vor Ort eingestellt haben; das liefert auch das schönste Spiel für die Zuschauenden - falls nicht die Hardware wie in Bordeaux nach den Strapazen der vorausgehenden Spiele schlapp macht. Das kann bitter sein, in Bordeaux standen wir am Ende des Spiels leider mit nur noch einem Roboter dem amtierenden Weltmeister gegenüber; man konnte es dem Endstand ansehen.

Ganz nach dem Motto "Nach dem Robocup ist vor dem Robocup" geht es zurück in Leipzig direkt an die Spielanalyse: Was lief gut? Was nicht? Und am wichtigsten: Warum? Hier stecken wir den Rahmen für unser nächstes Jahr ab: Projekte, Bachelor- und Masterarbeiten, Treffen mit anderen Teams, die Deutsche Meisterschaft im Frühling und gemeinsame Wochenenden zum Hacken im Roboterlabor an der HTWK. Nächstes Jahr findet der Robocup in Brasilien statt und da dürfen die HTWK Robots natürlich nicht fehlen.