Robotvoetballers willen revanche op WK Brazilië

Vorig jaar waren ze nog verliezend finalist en dit jaar willen ze revanche tijdens het WK in Brazilië. Tech United, het robotvoetbalteam van de TU Eindhoven, gaat voor goud met een supersnelle robot, de Arjen Robben onder de blikken voetballers, steekballen en speciale wieltjes. Het WK voetbal voor robots wordt gehouden tussen 21 en 24 juli.

18 juli 2014

Het was een bloedstollende finale vorig jaar in Eindhoven tijdens het WK voetbal voor robots. Tech United verloor pas na verlenging van Team Water (Beijing Information Science & Technology University) en werd onttroond als wereldkampioen. “We zetten alles op alles om de titel nu terug te pakken”, zegt teamleider en student werktuigbouwkunde Robin Soetens (TU Eindhoven) resoluut.

Een voetbalrobot van Tech United neemt een corner tijdens een wedstrijd van de Dutch Open, een voorbereidingstoernooi op het WK dat Tech United won.
Bart van Overbeeke

Tijdens het WK robotvoetbal nemen de zes beste teams van de wereld het tegen elkaar op. Vijf keer vijf robots spelen volledig autonoom de wedstrijden die twee keer vijftien minuten duren. De studenten zijn al maanden bezig om de blikken voetballers goed af te stellen. Voor elk WK, dat jaarlijks wordt gehouden, bedenken ze innovaties. Met als ultieme doel dat er in 2050 een voetbalteam is dat van echte voetballers wint. Dit jaar is het WK in Brazilië en worden de wedstrijden tussen 21 en 24 juli gespeeld.

Steekbal

In de traditie van de ‘Nederlandse School’ wil Tech United met mooi samenspel winnen. “Ten opzichte van vorig jaar beslissen onze robots sneller om te passen en spelen ze teamgenoten preciezer aan. We kunnen nu slimmere pasjes geven, zoals een steekbal”, aldus Soetens. Hij benadrukt dat de robots eerder vooral pingelden en pas wanneer ze dichtbij de goal kwamen, schoten. “De afgelopen jaren wordt er steeds meer samen gespeeld en daar zijn onze robots inmiddels erg goed in.”

De beweeglijkheid van de robots maakt het snelle overspelen mogelijk. Dat komt door de wieltjes van de robots. Daarin zitten kleine rollertjes haaks op de rolrichting van het wiel. Daardoor kunnen de blikken voetballers direct in alle richtingen wegrijden. “Ze hoeven niet meer eerst te keren”, legt Soetens uit. Met deze ‘omniwielen’ zijn de voetballers wendbaarder en sneller bij de bal.

Een robot van de University of Aveiro (Portugal) neemt een penalty. Hun team is een van de outsiders voor de wereldtitel volgens Soeters. Onlangs won Tech United maar net met 2-1 van de Portugezen. — Een robot van de University of Aveiro (Portugal) neemt een penalty. Hun team is een van de outsiders voor de wereldtitel volgens Soetens. Onlangs won Tech United maar net met 2-1 van de Portugezen.
Bart van Overbeeke

De spelers van Tech United denken tegelijkertijd verder vooruit. “Ze houden nu beter rekening met de snelheid van medespelers en de tegenstanders. Daardoor spelen ze teamgenoten in de ruimte aan en weten ze tegenstanders eerder af te stoppen.”

Een andere belangrijke innovatie is een slimmere manier om te schieten en passen. Net als bij voetballers van vlees en bloed speelt de beschikbare energie van de spelers een grote rol. De robots werken op twee batterijen. “Dit zijn standaard batterijen, oorspronkelijk ontworpen voor een schroefmachine. Om te schieten laden we een condensator, ter grootte van een soepblik, op. Het duurt twintig seconden voordat deze volledig is opgeladen. Bij het schieten ontladen de condensator enkele milliseconden over een zware spoel. Hierdoor ontstaat een groot magneetveld waardoor een ijzeren staaf verbonden aan de spoel ingetrokken wordt. De ‘voet’ van de robot is een pin op deze schietlepel. In voetbaltermen schieten we dus allemaal allemaal puntertjes.”

Geheim wapen

Wanneer een robot net een pass heeft gegeven en de bal weer terugkrijgt, bijvoorbeeld via een een-tweetje, dan zijn de condensatoren niet helemaal weer opgeladen. Dankzij nieuwe software van de studenten houden de robots hier nu zelf rekening mee tijdens de wedstrijd. Ze passen hun schot aan, afhankelijk van hoeveel energie er beschikbaar is.

De robots van Tech United, een van de grote favorieten dit WK.
Bart van Overbeeke

Mocht dit nog allemaal niet genoeg zijn om de cup te winnen, dan is er ook nog een geheim wapen. Tech United heeft een nieuwe, bijzondere robot gemaakt. “Hij heeft vier wielen in plaats van drie en is ontzettend snel”, zegt Soetens. Deze Arjen Robben onder de blikken voetballers kan razendsnel keren en een sprintje trekken naar het doel van de tegenstander. In combinatie met de passintelligentie van robots is dat een ijzersterk wapen. “Maar we hebben de robot nog maar net af. Of het in de praktijk echt zo goed uitpakt, weten we nog niet zeker. We zetten de robot waarschijnlijk in tijdens de eerste wedstrijden om te kijken of het werkt.”

Of het allemaal genoeg is om de Chinezen, de andere grote favoriet, dit keer wel te verslaan moet nog blijken. “We moeten de duels vermijden, daarin zijn de Chinezen sterk”, aldus Soetens. Opmerkelijk genoeg spelen beide favorieten gedeeltelijk met technologie die door de ander is ontwikkeld. “Na afloop van een WK delen we alle kennis met elkaar. Wij hebben onze wielen afgekeken van de Chinezen. Zij hebben van ons een spiegelsysteem over genomen. Door een bolvormige spiegel boven de camera van de robot, ziet deze 360 graden om zich heen.”

Dat het WK in Brazilië wordt gehouden vindt Soetens extra bijzonder. Daar streden onlangs ook de beste voetballers ter wereld. “Hopelijk nemen we die sfeer mee naar het toernooi. Het echte ‘Oranje’ kwam in de halve finale en werd derde. Hopelijk pakken wij wel de titel.”

Cocktailparty

De RoboCup in Brazilië draait om meer dan alleen voetballende kunstmensen. Ook zorgrobots nemen het tegen elkaar op in de zogeheten @Home-League. En ook daar doet de TU Eindhoven aan mee met AMIGO. In deze categorie doorlopen robots bepaalde scenario’s. Ze dienen bijvoorbeeld tijdens een cocktailparty bezoekers welkom te heten in een huiskamer en daarna drinken voor ze te halen. “Vervolgens gaan zij ergens anders zitten en moet de robot hen weer vinden tussen veel andere mensen en de juiste drankjes serveren”, zegt teamleider en promovendus werktuigbouwkunde Janno Lunenburg (TU Eindhoven).

Zorgrobot AMIGO pakt een drankje.
Bart van Overbeeke

Dat is makkelijker gezegd dan gedaan. Pas vlak voor de wedstrijd zien de deelnemers hoe de huiskamer er uitziet, om welke drankjes en bezoekers het gaat en waar alles staat. “AMIGO moet ook goed kunnen navigeren. Stel dat hij een bepaalde route uitstippelt en plots staat een andere bezoeker in de weg. Dan moet hij een back-up route bedenken.”

AMIGO is grotendeels gebaseerd op de voetbalrobot van Tech United. “AMIGO is wat groter. Maar we zijn met nieuwe aanpassingen bezig. We willen de robot een enkel, knie en heupgewricht geven. Daarnaast krijgt hij een geveerde wielophanging zodat hij beter rijdt op oneffen ondergronden. Ook willen we de base, torso of armen afzonderlijk kunnen vervangen. Dit is allemaal nog niet klaar, maar we zijn er mee bezig. Dit is een volledig nieuwe robot.”

Maakt AMIGO ook kans op goud? “Het is lastig om de kansen in te schatten, omdat we niet goed weten hoe goed de concurrentie is. Bij een recent toernooi in Duitsland werden we tweede. Vorig jaar haalden we op het WK de derde plaats. Dit keer willen we weer een podiumplek halen.”