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![Das Weltmodell
Bestimmung der eigenen Position (Forts.)
Verringerung der Verf¨lschung:
a
Bildung von Flaggenpaaren
Sch¨tzung durch das [sic] Kalman-Filter
a
Sind keine Flaggen sichtbar:
Bestimmung uber Dynamik des Kalman-Filters
¨
Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 22/48](https://image.slidesharecdn.com/vortragjohannesdiemke-teamvorstellungtorf-120724055201-phpapp02/85/Vorstellung-des-Roboterfussball-Teams-TORF-Vortrag-22-320.jpg)
![Skills
Hierarchische Struktur der Skills
package Data[ PlayerSkills]
Player
Skills
receivePass dribble doPass doPositioning
doKickOffFormatio
CatchComplex
findObjec
kick2Pos
stopBall ProbabilisticGoalie
TurnHeadComplex
intercept
go2Pos
lookAround
followPath goalie
teleport2Pos
say kick dash catch turnBody changeView turnHead move
(Quelle: Abschlußbericht PG TORF)
Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 30/48](https://image.slidesharecdn.com/vortragjohannesdiemke-teamvorstellungtorf-120724055201-phpapp02/85/Vorstellung-des-Roboterfussball-Teams-TORF-Vortrag-30-320.jpg)
![Trainer- und Coach-Framework
activity Trainer[ Trainer ]
Ablauf einer Trainingssession und des Trainings
Bei LT
MB verbinden WM verbinden LT laden init LT
registrieren
Clients Training Genug Clients Client Auf Clients
verabschieden durchführen aufnehmen lauschen
Lernergebnisse zu wenig Clients
speichern
LT abmelden
aufräumen
activity Trainer[ Training durchführen ]
Lerntechnik Instruktionen Spieler Ergebnisse von
starten an Spieler senden beobachten Spieler empfangen
Training nicht beendet
Training beendet Ergebnisse
auswerten
(Quelle: Abschlußbericht PG TORF)
Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 38/48](https://image.slidesharecdn.com/vortragjohannesdiemke-teamvorstellungtorf-120724055201-phpapp02/85/Vorstellung-des-Roboterfussball-Teams-TORF-Vortrag-38-320.jpg)
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Vorstellung des Roboterfußball-Teams TORF (Vortrag)
Die Projektgruppe TORF an der Universität Oldenburg hat das Ziel, ihr Roboterfußball-Team zu verbessern und in den RoboCup German Open 2010 zu konkurrieren. Der Vortrag behandelt die Grundlagen des Roboterfußballs, die Entwicklung von Spielstrategien mithilfe von KI-Techniken und die Herausforderungen durch dynamische Umgebungen. Abschließend werden die bisherigen Fortschritte, die geplanten Erweiterungen des Kommunikationssystems sowie die Notwendigkeit zusätzlicher Fähigkeiten und Trainingsmethoden hervorgehoben.
Vorstellung des Roboterfußball-Teams TORF (Vortrag)
- 1. CARL Vorstellung des VON OSSIETZKY Roboterfußball-Teams TORF Johannes Diemke Vortrag im Rahmen der Projektgruppe Oldenburger Robot Soccer Team im Wintersemester 2009/2010
- 2. ¨ Ubersicht 1 Motivation 2 Grundlagen 3Vorarbeiten der PG TORF 4 Fazit Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 2/48
- 3. Motivation Zielsetzung der PG Verbesserung des bestehenden Roboterfußball-Teams TORF Umfassende Vorarbeiten Auszeichnung Beste PG des Jahres“ ” Teilnahme an den RoboCup German Open 2010 Voraussetzung Kenntnisse unterschiedlicher KI-Techniken Verst¨ndnis der vorhandenen Architektur und Funktionsweise a F¨higkeiten und Restriktionen erkennen a Verbesserungspotential erkennen Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 3/48
- 4. Motivation PG TORF -Das alte Team (Quelle: Projektgruppe TORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 4/48
- 5. Vom Computerschach zumRoboterfußball 1950 Claude E. Shannon schl¨gt Automaten vor der Menschen im Schach a schl¨gt a Fortan Pr¨fstein f¨r neu entwickelte Verfahren u u Entstehung leistungsf¨higer Spielstrategien und Suchverfahren a 1995 Computerschach war bereits kein Pr¨fstein mehr f¨r KI u u Roboterfußball wird das neue Standardproblem 1996 Deep Blue gewinnt gegen den Schachweltmeister Garri Kasparov Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 5/48
- 6. Vom Computerschach zumRoboterfußball IBMs Deep Blue vs. Kasparov (Quellen: http://www.ibm.com/ & http://www.theinsider.com/) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 6/48
- 7. Roboterfußball Besonderheiten des Roboterfußballs Herausforderung f¨r Robotik und KI u V¨llig andere Aspekte als beim Computerschach o Dynamische Umgebung Unvollst¨ndige Informationen a Echtzeitanforderungen Unvorhersehbare Ereignisse ... Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 7/48
- 8. Roboterfußball Weitere Vorteile desRoboterfußballs Popul¨re Sportart a Einfaches und bekanntes Regelwerk Leistungsf¨higkeit von Verfahren l¨sst sich einfach messen: a a Erzielte Tore Platzierung Evolution der Verfahren durch Wettk¨mpfe a RoboCup Federation of International Robot-Soccer Association (FIRA) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 8/48
- 9. RoboCup Die internationale RoboCup-Initiative Veranstaltet seit 1997 den RoboCup Roboterfußball Weltmeisterschaft RoboCup German Open in Deutschland Verschiedene Ligen: 2D Simulation / 3D Simulation Small Size Four Legged (Aibo) / Standard Platform League (Nao) Humanoid ... Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 9/48
- 10. RoboCup Zielsetzung der RoboCup-Initiative Bis zum Jahr 2050 den amtierenden menschlichen Weltmeister in einem gew¨hnlichen Fußballspiel besiegen o (Quelle: http://www.welt.de/) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 10/48
- 11. RoboCup Die 2D-Simulationsliga Gespielt wird auf RoboCup Soccer Simulator Server Spieler verbinden sich als Client ¨ Ubernimmt vollst¨ndige Simulation a Zwei Teams aus je 11 autonomen Spielern + Coach Jeder Spieler ist ein autonomer Software-Agent Agenten nach Russell & Norvig Definition Als Agent kann alles angesehen werden, was seine Umwelt durch Sensoren wahrnimmt und durch Effektoren beeinflusst. Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 11/48
- 12. RoboCup RoboCup Soccer Simulator Simulator ist gem¨ß Client-Server-Architektur ein Server a Angebotener Dienst ist die Simulation: Verwaltung der Spieler und des Balls Simulation einfacher Physik Visuelle und auditive Wahrnehmung Simulation von Beschr¨nkungen (Verrauschen, partielle a Beobachtbarkeit) Spieler, Coach und Trainer melden sich an Kommunikation uber S-Expressions ¨ Verwendet wird das UDP/IP-Protokoll Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 12/48
- 13. Arbeitsumgebung Klassifikation der Arbeitsumgebung Erfolgt nach PEAS-Beschreibung (Russell & Norvig) Akronym f¨r Performance, Environment, Actuators, Sensors u Besteht aus: Beschreibung der Arbeitsumgebung Umgebungsklassifikation Ziel Dient Ableitung erster Anforderungen an einen Software-Agenten Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 13/48
- 14. Arbeitsumgebung Beschreibung der Arbeitsumgebung Agententyp Leistungsbe- Umgebung Aktuatoren Sensoren wertung Spieler Stabilit¨t, Ge- a RoboCup Spielerkom- Sehen und schwindigkeit, Soccer Server mandos (dash, H¨ren o kongruentes turn, say, . . . ) Verhalten Trainer Stabilit¨t, Ge- a RoboCup change mode, Spielfeld¨ber- u schwindigkeit Soccer Server move, start, sicht (im Trainings- say, . . . modus) Coach Stabilit¨t, Ge- a RoboCup say, look, eyes, Spielfeld¨ber- u schwindigkeit Soccer Server team names, sicht ... (Quelle: Abschlußbericht PG TORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 14/48
- 15. Arbeitsumgebung Umgebungsklassifikation Anhand folgender Eigenschaften: Vollst¨ndig vs. teilweise beobachtbar a Deterministisch vs. stochastisch Episodisch vs. sequentiell Statisch vs. dynamisch Diskret vs. stetig Einzelagenten vs. Multiagenten-Umgebung Erste Schl¨sse bzgl. der Anforderungen u Verwaltung eines inneren Zustandes (Weltmodell) Keine absoluten Aussagen uber Folgezust¨nde (Wahrscheinlichkeiten) ¨ a Vorausdenken Ver¨nderung der Umgebung w¨hrend der Entscheidungsfindung a a Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 15/48
- 16. Agenten Spieler als modellbasierterReflex-Agent Teilweise Beobachtbarkeit macht Verwaltung eines Zustandes notwendig (Quelle: Russell & Norvig) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 16/48
- 17. Vorarbeiten der PGTORF Komponentenmodell des Spieler-Agenten (Quelle: Abschlußbericht PG TORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 17/48
- 18. Vorarbeiten der PGTORF Das Weltmodell (Quelle: Abschlußbericht PG TORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 18/48
- 19. Das Weltmodell Zweck Grundlage des Entscheidungsprozesses Besitzt Ist-Zustand und Dynamikwissen M¨glichst korrekte Abbildung der Arbeitsumgebung o Umgang mit verrauschten Daten Erfassung von: Objekten (Spieler, Ball, Flaggen, . . . ) Punktestand und Spielphase Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 19/48
- 20. Das Weltmodell Bestimmung dereigenen Position Durch Winkel und Entfernungen der Flaggen Unterscheidung zweier F¨lle (a) und (b) a (a) Zwei Flaggen. (b) Eine Flagge. (Quelle: Abschlußbericht PG TORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 20/48
- 21. Das Weltmodell Bestimmung dereigenen Position (Forts.) Berechnete Positionen sind verf¨lscht a Sensordaten werden k¨nstlich verrauscht u (Quelle: Abschlußbericht PG TORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 21/48
- 22. Das Weltmodell Bestimmung dereigenen Position (Forts.) Verringerung der Verf¨lschung: a Bildung von Flaggenpaaren Sch¨tzung durch das [sic] Kalman-Filter a Sind keine Flaggen sichtbar: Bestimmung uber Dynamik des Kalman-Filters ¨ Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 22/48
- 23. Das Weltmodell Grafische Darstellungdes Weltmodells (Quelle: Abschlußbericht PG TORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 23/48
- 24. Vorarbeiten der PGTORF Der Planer (Quelle: Abschlußbericht PG TORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 24/48
- 25. Der Planer Zweck Umsetzung des Entscheidungsprozesses Festlegen der Strategie und das Starten der Skills Hierarchischer Planer Ben¨tigt Planerdatenbank mit Dom¨nenwissen o a Zugriff auf das Weltmodell uber Literale ¨ Unterst¨tzung von Team-Skills u Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 25/48
- 26. Der Planer Die Planer-Architektur Messages Com start Skill state (via literals) Planner Worldmodel push / status select method pop play soccer free kick offensiv defensive normal play set piece Database offensiv play soccer Stack (Quelle: Abschlußbericht PG TORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 26/48
- 27. Der Planer Auschnitt derPlanerdatenbank BallPossessionHandling NearestToBall Negation of (NearestToBall) kick2GoalComplex NearestToBall Do Positioning, Offensive lookAround Negation of (NearestToBall) DoPositioningSkillParam LookAroundSkillParam NearestToBall intercept kickToGoal NearestToBall InterceptSkillParam Kick2PosSkillParam (Quelle: Abschlußbericht PG TORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 27/48
- 28. Vorarbeiten der PGTORF Skills (Quelle: Abschlußbericht PG TORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 28/48
- 29. Skills Zweck Realisierung grundlegender Fertigkeiten Verwaltung durch Skill-Manager Unterscheidung von zwei Arten Primitive Skills (kapseln S-Expressions) Komplexe Skills H¨ndische Implementierung nicht trivial a Einsatz von Lernverfahren bietet sich an Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 29/48
- 30. Skills Hierarchische Struktur derSkills package Data[ PlayerSkills] Player Skills receivePass dribble doPass doPositioning doKickOffFormatio CatchComplex findObjec kick2Pos stopBall ProbabilisticGoalie TurnHeadComplex intercept go2Pos lookAround followPath goalie teleport2Pos say kick dash catch turnBody changeView turnHead move (Quelle: Abschlußbericht PG TORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 30/48
- 31. Skills Aktivit¨tsdiagramm f¨r denGo2Pos-Skill a u (Quelle: Abschlußbericht PG TORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 31/48
- 32. Vorarbeiten der PGTORF Kommunikation (Quelle: Abschlußbericht PG TORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 32/48
- 33. Kommunikation Zweck Absprachen zwischen Spieler-Agenten (Taktiken auf Teamebene) Beispiel: Passspiel Spieler-Agent empf¨ngt nicht jede Nachricht: a Maximale Entfernung eingeschr¨nkte Nachrichtenl¨nge a a Vorgegebenes Alphabet Σ Erste Nachricht je Simulations-Zyklus Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 33/48
- 34. Kommunikation Implementiertes Verfahren Einteilung in Cluster mit je einem Router Verwendung von Zeitmultiplexing (Vermeiden von Kollisionen) Problem Derzeit nicht vollst¨ndig funktionsf¨hig a a Aufgabe Protokoll auf Korrektheit pr¨fen u Gegebenenfalls Alternativen entwerfen Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 34/48
- 35. Trainer- und Coach-Framework Aufbau Trainer und Coach sind eine Applikation Gemeinsamkeiten: Message-Broker Weltmodell Controller Trainer Nach Sternarchitektur aufgebaut Trainiert Spieler Austauschbare Lerntechniken (KI-Module) Laden von Spielsituationen im XML-Format Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 35/48
- 36. Trainer- und Coach-Framework Sternarchitekturdes Trainers (Quelle: Abschlußbericht PG TORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 36/48
- 37. Trainer- und Coach-Framework GemeinsameArchitektur von Trainer und Coach Architektur des Trainer-Agenten BasicCoach RCSS-Server WorldModel Controller Message- Broker Trainer-Agent Coach-Agent Learning- XML-Situation Player-Types … Technique Spieler-Agent Trainee/LT Datenfluss Vererbung (Quelle: Abschlußbericht PG TORF) -- Projektgruppe TORF – Universität Oldenburg • Fakultät II • Department für Informatik • Abteilung LLS / Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 37/48
- 38. Trainer- und Coach-Framework activity Trainer[ Trainer ] Ablauf einer Trainingssession und des Trainings Bei LT MB verbinden WM verbinden LT laden init LT registrieren Clients Training Genug Clients Client Auf Clients verabschieden durchführen aufnehmen lauschen Lernergebnisse zu wenig Clients speichern LT abmelden aufräumen activity Trainer[ Training durchführen ] Lerntechnik Instruktionen Spieler Ergebnisse von starten an Spieler senden beobachten Spieler empfangen Training nicht beendet Training beendet Ergebnisse auswerten (Quelle: Abschlußbericht PG TORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 38/48
- 39. Trainer- und Coach-Framework Coach Vergibt momentan nur Spielertypen 18 zuf¨llig generierte Spielertypen a Werden nach Zufallsprinzip vom RCSS zugewiesen Coach kann diese neu zuweisen Data-Mining f¨r optimale Heuristik (LogfileAnalysis) u Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 39/48
- 40. Hilfsprogramme TORF Strategy Tool Manuelle Erstellung der Planderdatenbank zu aufw¨ndig a Boost-Serialisierung (Metadaten) Umfang des Dom¨nenwissens entscheidend a Intention Komfortable Erstellung von Planerdatenbanken Visuelle Darstellung der Daten Schnelle Entwicklung mittels der NetBeans Platform 6.1 Anbindung an Planer uber das JNI mittels SWIG ¨ Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 40/48
- 41. Hilfsprogramme Hauptfenster des TORFStrategy Tool (Quelle: Abschlußbericht PG TORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 41/48
- 42. Hilfsprogramme Probleme Interoperabilit¨t zwischen Java und C++ a Aus der Verwendung von SWIG resultieren einige Probleme: Verlust von Polymorphie Speicherverwaltung (keine Destruktion auf C++-Seite) ... M¨gliche Probleml¨sung o o Entwurfsentscheidungen uberdenken ¨ Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 42/48
- 43. Hilfsprogramme LogfileAnalysis Sammlung von Python-Skripten Auswertung von Logdateien Enthalten kompletten Spielverlauf Offizielle Spiele ab dem Jahr 1997 verf¨gbar u Pr¨destiniert f¨r Analysezwecke mittels Data-Mining a u Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 43/48
- 44. Hilfsprogramme Feldabdeckungsanalyse (Quelle: Abschlußbericht PGTORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 44/48
- 45. Hilfsprogramme Torschussanalyse (Quelle: Abschlußbericht PGTORF) Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 45/48
- 46. Vorarbeiten der PGTORF Fazit Umfangreiche Vorarbeiten der PG TORF Handlungsumgebung sehr komplex Grobarchitektur ist gute Grundlage f¨r Erweiterungen u Leistungspotential des Planers besser aussch¨pfen o Fehlendes Dom¨nenwissen a Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 46/48
- 47. Vorarbeiten der PGTORF Fazit (Forts.) Weitere Skills implementieren Nutzen von Lernverfahren Fertigstellung der Kommunikations-Komponente Erweitern des Trainer und Coach-Frameworks: KI-Module Umfangreichere Unterst¨tzung durch den Coach u TORF Strategy Tool Entwurfsentscheidungen uberdenken ¨ Probleme beseitigen Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 47/48
- 48. Literatur Universit¨t Oldenburg,Projektgruppe TORF a Team Oldenburger Robo-Fußball – Abschlussbericht https://torf.uni-oldenburg.de/ The RoboCup Federation RoboCup http://www.robocup.org/ Stuart Russell und Peter Norvig K¨nstliche Intelligenz: Ein moderner Ansatz u http://aima.cs.berkeley.edu/ IBM Corporation Deep Blue http://www.ibm.com/ Johannes Diemke Teamvorstellung TORF 10. November 2009 48/48