Robots humanoide

El plan de los robots para derrotar a los humanos... jugando al fútbol

PRIMERA PLANA El objetivo es enfrentarse en el año 2050 al equipo campeón del mundo y ganarle

Dos robots NAO disputan un balón. ROBOCUP

EL MUNDO

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Los robots tienen un plan. En realidad el plan lo tienen los humanos para derrotar a otros humanos utilizando robots, pero nadie negará que la frase 'Los robots tienen un plan' tiene mucho más gancho y genera inquietud. Quizás son las ganas de ver fútbol o que la liga bielorrusa no llena el ojo, pero de repente una tarde, influenciado sin duda por la única compañía de una Roomba desde hace más de un mes, uno se descubre viendo vídeos de la RoboCup. Viendo a robots más o menos humanoides, más o menos coordinados jugando a la pelota y se le plantea la duda. ¿Y si en el próximo confinamiento el fútbol no para porque lo juegan los robots? ¿Serán mejores que nosotros?

La competición entre la máquina y el humano no es nueva. Pero viendo lo rápido que Deep Blue logró el triunfo intelectual frente al campeón del mundo de ajedrez, Kasparov concretamente, en 1996, el año siguiente la comunidad científica se propuso otro reto. Ganar a los humanos en su deporte favorito, el fútbol. Y se marcaron una fecha objetivo para conseguirlo. 'En el año 2050, un equipo de robots humanoides completamente autónomos ganará un partido, usando las reglas oficiales de la FIFA, contra el ganador del más reciente Mundial de fútbol'. Es el mantra de la RoboCup, la gran competición de robótica, que además del fútbol tiene otras áreas como el rescate o la RoboCup@Home, centrada en cuestiones más domésticas. Pero, ¿por qué el fútbol? ¿Qué le hemos hecho a los robots para que nos quieran ganar en el deporte que más nos gusta? Responde uno de los humanos que se ha puesto del lado de la robótica, Francisco Martín, Doctor en Robótica y líder del Grupo de Robótica Intelligent Robotics Lab de la Universidad Rey Juan Carlos: "Se elige el fútbol porque no hay que explicarle a la gente su mecánica, es el deporte más conocido e implica coordinación, inteligencia... y la robótica es el arte de la integración". Vamos, que para que la humillación sea completa no les basta con echar un parchís, no. Tiene que ser al fútbol, y televisado.

"Vale, mi móvil me gana al ajedrez, los coches se conducen solos y las máquinas proporcionan mejores orgasmos que yo, pero... (se rasca la barba un rato y tras unos segundos que parecen eternos levanta las cejas con una idea brillante) pero todavía no ha nacido el robot que sea capaz de hacer lo que hace Messi", rebaña con una cuchara en el cerebro el redactor, aún partidario de los humanos. Correcto. Todavía. Al final del reportaje ya veremos.

Robots de la Middle Size League. ROBOCUP

Cualquier espectador que vea los vídeos que aquí están de ejemplo o que haya presenciado alguno de los partidos de estas competiciones, respirará levemente de alivio al ver que al contrincante aún le queda camino por recorrer, pero se le torcerá el gesto cuando vea los progresos. Y que nadie cometa el error de subestimar todo el trabajo que hay detrás de algo tan simple como un golpeo de balón en un robot porque lo vea 'torpe'. "Recuerdo que un tiempo fuimos con los perritos robóticos a jugar al fútbol, a hacer demostraciones a la Feria del Libro y a otros sitios, y recuerdo a los niños decir "qué mal juegan los robots". Pero cómo que juegan mal, ¿sabes lo que hay que hacer para que el robot haga eso? Es una pasada, todo lo que lleva ahí de coordinación, percepción en tiempo real, cálculo... Hay áreas de conocimiento enteras sólo para la caminata del robot", explica Francisco Martín.

El plan de los robots para derrotar a los humanos... jugando al fútbol

PRIMERA PLANA El objetivo es enfrentarse en el año 2050 al equipo campeón del mundo y ganarle

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• 26/04/2020 10:14 CEST

Dos robots NAO disputan un balón. ROBOCUP

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Los robots tienen un plan. En realidad el plan lo tienen los humanos para derrotar a otros humanos utilizando robots, pero nadie negará que la frase 'Los robots tienen un plan' tiene mucho más gancho y genera inquietud. Quizás son las ganas de ver fútbol o que la liga bielorrusa no llena el ojo, pero de repente una tarde, influenciado sin duda por la única compañía de una Roomba desde hace más de un mes, uno se descubre viendo vídeos de la RoboCup. Viendo a robots más o menos humanoides, más o menos coordinados jugando a la pelota y se le plantea la duda. ¿Y si en el próximo confinamiento el fútbol no para porque lo juegan los robots? ¿Serán mejores que nosotros?

La competición entre la máquina y el humano no es nueva. Pero viendo lo rápido que Deep Blue logró el triunfo intelectual frente al campeón del mundo de ajedrez, Kasparov concretamente, en 1996, el año siguiente la comunidad científica se propuso otro reto. Ganar a los humanos en su deporte favorito, el fútbol. Y se marcaron una fecha objetivo para conseguirlo. 'En el año 2050, un equipo de robots humanoides completamente autónomos ganará un partido, usando las reglas oficiales de la FIFA, contra el ganador del más reciente Mundial de fútbol'. Es el mantra de la RoboCup, la gran competición de robótica, que además del fútbol tiene otras áreas como el rescate o la RoboCup@Home, centrada en cuestiones más domésticas. Pero, ¿por qué el fútbol? ¿Qué le hemos hecho a los robots para que nos quieran ganar en el deporte que más nos gusta? Responde uno de los humanos que se ha puesto del lado de la robótica, Francisco Martín, Doctor en Robótica y líder del Grupo de Robótica Intelligent Robotics Lab de la Universidad Rey Juan Carlos: "Se elige el fútbol porque no hay que explicarle a la gente su mecánica, es el deporte más conocido e implica coordinación, inteligencia... y la robótica es el arte de la integración". Vamos, que para que la humillación sea completa no les basta con echar un parchís, no. Tiene que ser al fútbol, y televisado.

"Vale, mi móvil me gana al ajedrez, los coches se conducen solos y las máquinas proporcionan mejores orgasmos que yo, pero... (se rasca la barba un rato y tras unos segundos que parecen eternos levanta las cejas con una idea brillante) pero todavía no ha nacido el robot que sea capaz de hacer lo que hace Messi", rebaña con una cuchara en el cerebro el redactor, aún partidario de los humanos. Correcto. Todavía. Al final del reportaje ya veremos.

Robots de la Middle Size League. ROBOCUP

Cualquier espectador que vea los vídeos que aquí están de ejemplo o que haya presenciado alguno de los partidos de estas competiciones, respirará levemente de alivio al ver que al contrincante aún le queda camino por recorrer, pero se le torcerá el gesto cuando vea los progresos. Y que nadie cometa el error de subestimar todo el trabajo que hay detrás de algo tan simple como un golpeo de balón en un robot porque lo vea 'torpe'. "Recuerdo que un tiempo fuimos con los perritos robóticos a jugar al fútbol, a hacer demostraciones a la Feria del Libro y a otros sitios, y recuerdo a los niños decir "qué mal juegan los robots". Pero cómo que juegan mal, ¿sabes lo que hay que hacer para que el robot haga eso? Es una pasada, todo lo que lleva ahí de coordinación, percepción en tiempo real, cálculo... Hay áreas de conocimiento enteras sólo para la caminata del robot", explica Francisco Martín.Martín.

Así juega NimbRo-OP2, el Balón de Oro de los robots futbolistas NimbRo

Aunque intentar explicarle a alguno que donde él ve torpeza en realidad hay un logro sería como discutir con Aristóteles en griego antiguo, lo vamos a intentar. Diego Rodríguez es Ph.D. Candidate en el Institute for Computer Science de la Universidad de Bonn y uno de los padres de NimbRo-OP2, que se ha llevado el Best Humanoid Award, algo así como el Balón de Oro, en las dos últimas ediciones de la RoboCup. Para él es la gran pregunta: ¿Cómo aprende un robot a jugar al fútbol? "En la comunidad científica, el concepto de aprender tiene un significado bastante especial y es empleado con precaución", aclara. "Jugar al fútbol es una tarea bastante compleja que es dividida tradicionalmente en diferentes módulos. Entre ellos podemos encontrar: visión, que se encarga de identificar objetos en su ambiente como balones, contrincantes, porterías; localización, que establece la posición del robot en el campo de juego; locomoción o caminata, que genera los movimientos del robot; y comportamientos, que es el módulo principal de toma de decisiones. Algunos de estos módulos son aprendidos (la visión), y otros son desarrollados de manera analítica (localización, locomoción y comportamientos), es decir, el robot procesa una serie de señales de acuerdo a unos algoritmos establecidos".

Así ve el terreno de juego y el balón un robot. NimbRo

"La visión es aprendida completamente usando una base de datos que contiene miles de imágenes tomadas desde la cámara de diferentes robots que han participado previamente en la RoboCup. En estas imágenes se detectan manualmente (por personas) objetos de interés como balones, contrincantes, etc. Por medio de redes neuronales y con miles de imágenes, el robot aprende a identificar patrones para identificar los objetos de interés", es decir, el robot levanta la cabeza, ha aprendido antes que muchos niños que volvimos cada sábado de Cotorruelo a casa con esa lección de nuestros padres y entrenadores, 'levanta la cabeza', sin ser capaces de que nos entrase en el disco duro. "Para finalizar", dice Rodríguez, "una vez el robot sabe dónde está el balón, sus compañeros y sus contrincantes, gracias al módulo de visión, el módulo de comportamiento toma acciones como: ir a por el balón, moverse en dirección del balón a cierta distancia evitando colisiones con los compañeros, patear, o simplemente esperar".

El NimbRo-OP2, mejor humanoide de la Robocup, en acción. ROBOCUP

Más o menos, nos hacemos una idea superficial de cómo juega un robot. Pero ¿cómo juega un equipo de robots? Si alguien ha visto The English Game en Netflix habrá descubierto que en los albores, al fútbol no se jugaba pasando la pelota. Que el juego era desorganizado y se avanzaba a pura melé, hasta que se desarrolló una cultura de juego en equipo. Pues en esas están los robots, ayudados entre otros por Francisco Martín: "Dar pases era complicado. Hay una cosa que hicimos nosotros que se llama Switch, que es dar roles a los robots jugadores. Se jugaba únicamente yendo a por el balón, todos iban a por la pelota y se formaban melés. Y si empujas a un contrario te echan del campo y a veces expulsan a todos los de tu equipo. Entonces se hace que un robot vaya a por la pelota y los otros no. Nosotros hicimos un sistema de roles para tener defensas, atacantes y uno de ayuda. El defensa siempre está entre la pelota y la portería, teniendo en cuenta que no puede entrar en su área, el atacante va a por la pelota y el de ayuda se queda en una posición que él considera buena por si hay un rechace. Lo bueno que hicimos es que esos roles no eran fijos. Si la pelota iba al defensa, se convertía en atacante y uno, el que estaba más cerca, cambiaba su rol y se convertía en defensa, hacen ayudas en equipo, un robot baja a defender".

Lo que nos faltaba, que los robots empiecen a cooperar. Ahora sólo queda que alguien les enseñe a 'leernos la mente', o si nos bajamos del caballo de la ciencia ficción, a anticipar nuestros movimientos y estamos perdidos. Y según Diego Rodríguez, lo acabaremos viendo: "En algún momento, el robot tiene que desarrollar un modelo de los oponentes, ya que este no es un juego que depende enteramente de habilidades propias, también de las habilidades del adversario. El ajedrez es un excelente ejemplo. Actualmente el mejor sistema de inteligencia artificial que juega ajedrez está basado en aprendizaje por refuerzo creando un modelo del juego. Este tipo de métodos han empezado a utilizarse para aprender a jugar al fútbol. Por lo tanto, espero que los robots sean capaces de desarrollar modelos que anticipen la intención de los oponentes incluyendo pases y otros movimientos. Sin embargo, que estos métodos se desarrollen a tal punto que sean efectivos en un juego en condiciones reales contra seres humanos es algo que no puedo estimar". Algo de esperanza.

Highlights de la final de la categoría MSL de la RoboCup 2019

O quizás no, porque si nos hemos quedado con la última frase es que se nos ha pasado por alto un término clave. Aprendizaje por refuerzo. El córner lo puso Rodríguez desde Alemania y lo remata Martín desde España: "En los últimos años ha irrumpido el deep learning, el reinforcement learning, con las nuevas GPU (unidades de procesamiento gráfico) que dan una potencia bestial. Hay simulaciones en las que a un robot le dicen cómo anda una persona humana, él solo empieza a entrenarse, al principio es muy torpe y poco a poco aprende, por refuerzo. Ahora con las GPU dejas entrenando el ordenador una semana y a lo mejor te anda bien en simulación. El problema es llevarlo a un robot real, que en las competiciones tiene que ir un árbitro detrás para que no se caiga (que vale un dinero el robot, nota del redactor). Google creó una granja de 30 brazos y los tenía 24 horas al día, siete días a la semana, durante semanas, para hacerlo en la realidad. Los robots existen en la realidad, no en la simulación. El reinforcement learning puede ayudar".

Un duelo por la pelota en la RoboCup. ROBOCUP

Una vez recuperados del escalofrío de leer "granja de brazos", volvamos al tema. ¿Cuánto le queda a los robots para ganarnos al fútbol? "Actualmente, uno de los grandes desafíos es la construcción y el control (programación) de robots que ejecuten movimientos ágiles y dinámicos como correr, saltar, chilenas...". Ha dicho chilenas, lo juro, lo tengo transcrito, Diego Rodríguez, de la Universidad de Bonn, ha dicho chilenas. "En la liga de los humanoides el problema es construirlo, bastante tienes con construirlo y que vaya al balón y le pegue una patada al balón", cuenta Francisco Martín, y añade: "Además está el problema de los exteriores y los interiores, jugar con sol o en un entorno que haya hierba... eso es un mundo. En los humanoides pequeños se ha ido cambiando la superficie y el balón. Ahora le han metido rugosidad simulando hierba y el balón es blanco con puntitos negros. Antes las porterías eran de colores y ahora son blancas. Cuando ves que más o menos juegan bien, se aumenta la dificultad".

Entonces... ¿nos quedan 30 años de supremacía? "Es difícil dar un pronostico, faltan 30 años para 2050 y si comparamos el nivel tecnológico de hace 30 años en 1990 el mundo ha cambiado bastante. Además, el objetivo es bastante ambicioso. En mi opinión, hacen falta muchos desarrollos científicos para alcanzar ese objetivo. Algo que podría incrementar la probabilidad de alcanzar ese objetivo es la participación de compañías con recursos inmensos como IBM que desarrolló DeepBlue o Google con AlphaGo", dice Rodríguez desde Bonn. Lo que está claro es que, cuando se logre, pese a todas las bromas, será un logro humano impresionante. Cuando ese primer equipo de robots sea capaz de batir al campeón humano, si escarbamos en la montaña de conocimiento que habrá supuesto su victoria, encontraremos a nuestros protagonistas actuales en el estrato correspondiente a 2020, donde están dejando su sedimento para edificar la gloria futura. "Siempre digo que caminamos a hombros de gigantes. Es un trabajo científico de muchos años, yo no parto de cero, parto de una investigación que nació en los años 60-70, los robots juegan ahora mucho mejor porque la gente fue mejorando las técnicas, publicándolas, fue dejando software y cuando en el año 2050 se llegue al objetivo, se habrán dado muchos pequeños pasitos de mucha gente para llegar hasta ahí", dice Francisco Martín, que remata con una frase para empapelar laboratorios: "Los científicos intentamos empujar un poquito más allá las paredes de la ciencia. Gracias al trabajo de muchísima gente eso se conseguirá y será un trabajo de esfuerzo global".

El futuro ya está aquí: Así las mete el robot que amenaza a Curry

Hasta que veamos bajarse de un autobús a 11 robots, enfilar el camino de los vestuarios concentrados, con los auriculares puestos, y formar frente a los humanos, podemos disfrutar todos los años de sus avances en la RoboCup, la competición en la que los diferentes equipos de investigadores muestran sus progresos en las diferentes categorías: simulation, small size, medium size, standard (en la que todos los participantes utilizan el mismo robot, el NAO de SoftBank Robotics) y humanoids. Si tenemos suerte, cuando el mundo se reanude, el equipo de Francisco Martín en la Rey Juan Carlos tiene la intención de conseguir traer a España la RoboCup de 2023 o 2024, para que podamos ver de cerca el futuro. Sería una ocasión única para actuar de ojeadores y acercarse a ver un pedacito de historia. Mientras tanto, los ingenieros y científicos estudian y los robots, como nosotros, no pueden disfrutar del fútbol. Podríamos decir que "nadie echa más de menos a Messi que un robot...", una sentencia que nos encaminaría a un relato distópico en el que las máquinas tienen sentimientos, incluso de añoranza y nostalgia por la presencia de un ser humano sobre el césped. Pero la conclusión es un giro en U y nos devuelve rumbo a Terminator: "... porque no puede estudiarle y aprender a derrotarle".