Introdução

Uma partida de futebol entre robôs autônomos, este foi o desafio lançado em 1996, por um grupo internacional de pesquisadores em Inteligência Artificial e Robótica Inteligente. O futebol de robôs reúne grande parte dos desafios presentes em problemas eminentemente distribuídos do mundo real, tais como, veículos autônomos, busca de informação em bases de dados distribuídos, planejamento da geração de energia elétrica, recomposição de linhas de transmissão, controle de tráfego aéreo e urbano, etc. Sendo assim, o futebol de robôs apresenta-se como um laboratório para pesquisa e ensino em automação e informática industrial. Dessa iniciativa surgiram duas ligas, a RoboCup (Robot World Cup ) Federation e a Fira (Federation of International Robot-soccer Association). Estas duas ligas se diferem basicamente nas condições de contorno do problema proposto.

A RoboCup propôs inicialmente três diferentes condições de contorno para o problema do futebol de robôs, organizadas em três categorias distintas: robôs simulados, robôs de pequeno porte e robôs de médio porte. Na categoria de robôs simulados os times possuem onze robôs, como no futebol de campo, nas outras duas cada time possui cinco jogadores. Diferentemente da Fira, na RoboCup os robôs são completamente autônomos nas categorias de robôs simulados e de médio porte. Na categoria de robôs de pequeno porte, ainda é permitido a utilização de um sistema de visão global, onde a imagem de câmera é processada e posteriormente transmitida para os robôs. Existem ainda na categoria de robôs de pequeno porte, times que utilizam o sistema de visão embarcado. Outras categorias foram adicionadas posteriormente: robôs com pernas, onde o AIBO (cachorro robô desenvolvido pela Sony) é utilizado; robôs humanóides com 1,60m de altura. Foi adicionada ainda uma outra modalidade onde o problema em questão é o resgate em escombros realizados por robôs autônomos chamada RoboCup Rescue, [Rob02].

As soluções propostas pelos diversos grupos de pesquisadores são confrontadas em campeonatos mundias, organizados pela Fira e pela RoboCup, entidades internacionais responsáveis pela realização dessas competições e pela manutenção de um fórum de discussão sobre os desafios e avanços científicos envolvidos no problema proposto, e que acontecem sempre associados a eventos científicos de renome internacional. A participação nestes campeonatos mundiais é condicionada simultaneamente ao desempenho dos times desenvolvidos pelos pesquisadores e pelas contribuições científicas apresentadas por esse time.

Um time de futebol de robôs consiste em uma coleção de veículos autônomos capazes de reconhecer o ambiente onde estão inseridos, no caso o campo de futebol e seus pontos de referência, e os objetos pertencentes a este ambiente, a bola, os outros veículos que compõem o time e os adversários. Estes dispositivos devem ainda ser capazes de representar o ambiente, estabelecer metas, planejar e executar ações para atingir tais metas. Em se tratando de um jogo de equipe, além do caráter autônomo, os jogadores de um time de futebol de robôs devem ser capazes de interagir com os outros jogadores do time para estabelecer objetivos coletivos, metas globais, planejar, alocar tarefas aos demais integrantes do time, sincronizar as ações de forma a imprimir ao time um perfil cooperativo. A construção de um time de futebol de robôs envolve a integração de diversas tecnologias, como projeto de agentes autônomos, cooperação em sistemas multiagentes, estratégias de aquisição de conhecimento, sistemas de tempo real, sistemas distribuídos, reconhecimento de padrões, integração de sensores, aprendizado, robótica móvel, etc.

A utilização do futebol de robôs no formato proposto pela RoboCup Federation, onde os robôs apresentam um grau de autonomia maior consiste no tema cental desse projeto de pesquisa.

Copa Mundial de Robôs

A RoboCup, ''Robot World Cup'' , é uma iniciativa de um grupo internacional de pesquisadores em Inteligência Artificial e Robótica que propõe um problema padrão a ser solucionado: uma partida de futebol de robôs. Esta iniciativa permite que diversas técnicas destas áreas sejam testadas e, principalmente, comparadas.

A construção de um time de futebol de robôs envolve a integração de diversas tecnologias tais como: projeto de agentes autônomos , cooperação em sistemas multi-agentes, estratégias de aquisição de conhecimento, engenharia de sistemas de tempo real, sistemas distribuídos, reconhecimento de padrões, aprendizagem, controle de processos, etc.

A RoboCup possui três categorias: duas delas envolvem disputas entre times de robôs reais, pequenos (small size league) e médios (middle size league), e uma terceira envolve partidas disputadas em um simulador, disponível na Internet. Esta última categoria permite que grupos de pesquisadores em Inteligência Artificial desenvolvam times através da implementação de agentes computacionais autônomos capazes de cooperar para disputar uma partida de futebol de robôs, sem se preocupar com a parte física da construção de robôs.

A primeira ``Robot World Cup'' aconteceu em agosto de 1997, em Nagoya, Japão, durante a IJCAI'97 (Fifteenth International Joint Conference on Artificial Intelligence) e contou com a participação de pelo menos 40 times. A segunda edição aconteceu de 2 a 5 de Julho de 1998 em Paris, França, em conjunto com o ICMAS'98 (International Conference on Multi-Agent Systems). Em 1999 a terceira edição da RoboCup aconteceu durante o IJCAI'99 em Estocolmo, Suécia.

A RoboCup acontece anualmente e as competições são sempre em conjunto com congressos científicos internacionais de reconhecimento mundial, tais como IJCAI e ICMAS. Durante as competições é realizado também um Workshop onde são apresentados os recursos tecnológicos utilizados pelos participantes e os resultados das respectivas pesquisas. Dentre as competições anuais já estão agendados os seguintes eventos: RoboCup 2000 em Melbourne, Austrália; RoboCup 2001 em Seattle, Estados Unidos; RoboCup 2002 no Japão.

Categoria: Robôs Simulados

Na Categoria Robôs Simulados, concentram-se basicamente grupos de pesquisadores que direcionam seus trabalhos na área de sistemas multiagentes. As partidas são disputadas em um campo de futebol virtual, provido pelo simulador Soccer Server, em dois intervalos de cinco minutos (3000 ciclos de simulação). Cada um dos times é composto por onze jogadores.

O "Soccer Server", utilizado na categoria simuladores da RoboCup, é composto por dois processos: um servidor de conecções udp/socket server e um display gráfico Xwindows onde são mostrados o "campo de futebol virtual" (108m x 68m) e os robôs de ambos os time s(figura 1).

O servidor de conecções udp/socket server (figuar 2), associa a cada um dos robôs, via conecção por "socket", um cliente (agente), responsável pelas ações do robô. Por essas conecções cada um dos agentes recebe as informações visuais (percepção) e auditivas (comunicação) e enviamde volta para o simulador os comandos a serem aplicados ao robô (ações). O Soccer Server possui um modelo numérico do ambiente - o campo de futebol em questão, os robôs e a bola. Esse modelo numérico é responsável pela movimentação dos objetos (os jogadores e a bola), fazendo com ela aconteça da mesma forma que uma partida de futebol de robôs reais, levando em consideração atrito, inércia, colisões, ruído, ação do vento etc. Esse processo assume ainda algumas atribuições de um juiz.

Categoria: Robôs de Pequeno Porte(F-180)

Na Categoria de robôs de pequeno porte, com cinco robôs em cada time, as competições são disputadas em campo , 152,5cm x 274cm, verde. São permitidos tanto um sistemas de visão global, com uma câmera no teto, como sistema distribuído de visão, onde cada um dos robôs tem sua própria câmera embarcada. Entretanto o sistema de visão global deve em breve não mais ser permitido nesta categoria.

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