2017. Nagoya. L’équipe de football de robots de Bordeaux devient championne du monde pour la deuxième année consécutive !

La Robocup est l’équivalent de la FIFA pour des robots, et sert de démonstration technique à la quasi-totalité des équipes inscrites. Que ce soit pour leurs mouvements plus harmonieux ou pour leurs algorithmes plus performants, tous les participants se démarquent.

Alors comment le Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI) a-t-il pu réaliser un tel exploit ? Et comment faire pour que Bordeaux accueille la RoboCup de 2020 ?

Les difficultés de la RoboCup

L’objectif, lors de la création de la coupe au Japon, était qu’une équipe de robots batte une équipe d’humains en 2050. S’il reste du chemin à parcourir, les équipes s’améliorent chaque année. Sans revenir sur l’intérêt d’avoir des robots plus performants, on peut noter plusieurs axes de développement des robots footballeurs.

 

Se déplacer

bostonrobotQuand on suit l’actualité d’Atlas, le robot humanoïde de Boston Dynamics, on peut penser que les déplacements des petits footballeurs sont très mécaniques et peu efficaces.

Néanmoins, les joueurs de la RoboCup disposent de beaucoup moins de moteurs (donc moins de mouvements possibles) et ont les « jambes » beaucoup plus courtes, ce qui diminue leur équilibre global.

On est encore loin des joueurs qui courent dans toutes les directions, réalisent des tacles, ou font des passements de jambe.

Tirer

Dans un jeu où l’objectif est de marquer des buts, prendre plus de 20s pour se placer devant une balle à l’arrêt et tirer dans les cages est bien trop long. De nouveaux algorithmes permettent d’accélérer les calculs, qui sont limités par les composants embarqués ! Tirer plus vite, c’est aussi laisser moins de temps au gardien pour réagir.

Suivre la balle et les adversaires

On est sur de la détection et la classification d’images. Que ce soit avec ou sans MobileNet-SSD, il faut que l’algorithme soit efficace mais surtout hyper rapide (on peut ajouter du tracking pour améliorer les performances). Grâce à une représentation interne du stade et des placements, une stratégie de jeu peut émerger.

Arrêter le ballon

C’est le rôle principal du gardien, qui doit donc disposer d’un algorithme différent des autres joueurs en privilégiant la détection de la balle avec la prédiction de trajectoire (et donc les déplacements des autres joueurs). En général, les gardiens sont plutôt forts, sauf si les adversaires sont trop rapides à tirer.

Se relever

Même s’il y a rarement des contacts entre les joueurs, un faux mouvement, un moteur qui se coince, un bug dans la matrice, et le footballeur peut se retrouver à terre (même si c’est assez rare maintenant). Un système pour se redresser rapidement est donc indispensable.

Travailler en équipe

Pour ne pas que le match se transforme en une mêlée de robots qui se renversent les uns les autres, il faut programmer une stratégie d’équipe. Ou laisser une stratégie émerger en fonction des adversaires (intelligence artificielle basée sur du renforcement par exemple).

Au vu du temps de réaction des robots (surtout pour se déplacer), faire des passes permet de créer de très nombreuses ouvertures et de marquer des buts.

Enfin, voici le récapitulatif de la coupe du monde de football de robots en 2017 :

Perspectives bordelaises

Que ce soit au niveau de la Région Nouvelle-Aquitaine ou de Bordeaux Métropole, l’objectif reste le même : ramener la RoboCup en France.

Au-delà du rayonnement qu’elle donnerait au secteur robotique français et à nos belles universités dont les publications se veulent motrices, il y a un argument financier.

En effet, la RoboCup accueille plus de 450 équipes venues de 45 pays qui jouent devant… 40 000 visiteurs ! En 21 ans, elle est donc devenue la compétition principale de Robotique, à la fois intéressante pour les chercheurs et pour les spectateurs.

Lors de la compétition, le rassemblement pourrait apporter un chiffre d’affaires aux secteurs de l’hôtellerie (pour loger les visiteurs) et de la restauration bordelaise de 7 à 15 millions d’euros, pour un coût de mise en place de 2 millions d’euros.

Une visibilité internationale pour beaucoup de start-up qui rencontreraient des investisseurs, offrirait également des perspectives intéressantes pour les années suivantes.

Comment l’obtenir ?

Pour que la Robocup soit à Bordeaux en 2020, il faut que la France Métropolitaine prouve qu’elle est :

  • suffisamment attractive
  • a la capacité d’héberger ce type d’événement

LogoCoupeDeFranceRobotiquePour le 2nd point, ce n’est pas de notre ressort et plusieurs actions sont déjà en cours pour accueillir divers matches, salons et autres.

Pour l’aspect « attractif », il faut que de nouvelles équipes susceptibles de participer à la robocup voient le jour. En France, on compte plusieurs centaines de startup en robotique, mais le coût moyen d’un robot de football étant de plusieurs (dizaines de) milliers d’euros (voire centaines de milliers !), donc peu sont susceptibles de participer à leur compte.

Des « alliances » sont donc envisagées, par exemple avec Aquitaine Robotics dont le président Marco Calcamuggi fait régulièrement la promotion des robots issus de son cluster (alliance) : « [Un robot aidant à porter les charges lourdes] permet à la fois de réduire les troubles musculo-squelettiques et d’accroître la productivité ». Le lien avec le football ? Une meilleure posture des robots, plus d’équilibre, et la possibilité de travailler en groupe.

A noter, enfin, que la décision finale sera prise en Juillet 2018 à Montréal lors de la RoboCup.

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Lambert R.
Ingénieur d'Etudes et Data Scientist depuis plusieurs années, mes travaux et mon parcours scolaire (master en mathématiques fondamentales) m'ont amené aux abords de l'intelligence artificielle. Aujourd'hui j'écris des articles en data science, deep learning, big data et intelligence artificielle pour PenseeArtificielle.fr, dans le but de promouvoir et vulgariser les promesses d'avenir qu'offrent ces domaines de pointe.