Si cree la última Copa Mundial de fútbol la ganó un excelente equipo francés que se impuso sobre Croacia en un dramático final, entonces usted estaba viendo el torneo que no era.

Más o menos al mismo tiempo, al otro lado del mundo, Montreal (Canadá) se convirtió en la sede de otro torneo, la Copa Mundial de fútbol para robots de tamaño adulto, la RoboCup. Por segundo año consecutivo, el vencedor de la competición fue el robot NimbRo, un autómata alemán, cuyo país de origen presume de una larga historia de talento futbolístico. 

Ahora, los creadores de NimbRo detallan algunos de los desafíos a los que se enfrentaron para diseñar a su héroe electrónico. El diseño original nació para el campeonato RoboCup de 2017 celebrado en Nagoya (Japón), que fue el primer torneo para robots de tamaño adulto. Su trabajo demuestra que, aunque estos expertos en robótica han logrado avances importantes, sus máquinas todavía tienen un amplio margen de mejora.

La RoboCup se inauguró en 1997 como forma de probar varias tecnologías emergentes relacionadas con la robótica, la visión artificial, la planificación de tareas, etcétera. Pero a lo largo de su historia, los jugadores se han caracterizado más bien por su torpeza, sus cómicas confusiones y la preocupación de sus creadores humanos, a quienes se podía observar mirando con miedo y suficiente a sus vástagos robóticos (ver Cómo evitar que los robots se hagan daño cuando se caen).

Lo normal era que las máquinas participantes fueran de tamaño pequeño, y ni siquiera tuvieran forma humanoide. Eso se debía, sobre todo, a la dificultad de recargar y controlar máquinas más grandes, en particular, las bípedas. En cualquier caso, caminar, correr y chutar con las dos piernas son solo una parte de las muchas tareas que los expertos en robótica deben resolver para automatizar el fútbol.

Los grandes avances que la inteligencia artificial y la robótica han vivido en los últimos años podrían hacer pensar que las máquinas ya están listas para dominar el fútbol, ​​al igual que ocurrió con el ajedrez, Go y cualquier tipo de videojuegos Atari.

Pero no ha sido del todo así. En los últimos años, unos actuadores más potentes y eficientes han permitido construir robots de tamaño adulto capaces de competir en campeonatos como el de la Copa del Mundo robótica. Y así apareció NimbRo, un robot de dos piernas construido en menos de seis meses para el torneo en 2017 por el investigador de la Universidad de Bonn (Alemania) Grzegorz Ficht y sus compañeros.

Los robots de tamaño adulto deben medir entre 130 y 180 centímetros de alto. NimbRo mide 135 centímetros y pesa 18 kilogramos. El campeonato en sí implica una serie de partidos entre ponentes individuales, seguidos por una final en la que gana el jugador que anota más goles. También existen varios desafíos técnicos, como por ejemplo chutar una pelota en movimiento, saltar y recuperarse de un empujón.

NimbRo tiene una serie de características que lo hacen especialmente bueno en estas tareas. Para empezar, es sencillo, y por eso las piezas se pueden mantener y reemplazar fácilmente. "La estructura del robot se ha simplificado al máximo para lograr una complejidad baja, pero que conserve la funcionalidad necesaria para jugar el fútbol", explica Ficht.

El exoesqueleto se compone de unas pocas partes simples de nailon impresas en 3D. El responsable detalla: "Gracia a versatilidad de la impresión 3D, pudimos desarrollar a un robot humanoide asequible, personalizable, altamente capacitado y de tamaño adulto en poco tiempo". La mayoría de sus partes son simétricas, lo que permite usar el mismo modelo en varios sitios y reduce la cantidad de piezas de repuesto requeridas.

El robot puede ver a través de una cámara Logitech C905 con un campo de visión de 150 grados. Los datos son procesados ​​por un miniordenador integrado, el Intel NUC. Este sistema permite ejecutar la detección de objetos, la localización del robot, la planificación de tareas y el control por parte de su creador. Todo esto da al robot una serie de habilidades necesarias para jugar al fútbol. Debe ser capaz de localizar la pelota y acercarse a ella, al tiempo que evita obstáculos como otros jugadores, y también debe chutar y regatear.

NimbRo funciona bien. En cinco partidos, el robot anotó 46 goles. Y solo le colaron uno en la fase final. NimbRo también ganó 21 puntos en los desafíos técnicos, y obtuvo una clara victoria. Sus responsables detallen: "En RoboCup 2017 en Nagoya, nuestros robots jugaron muy bien, ganando el torneo de fútbol AdultSize (de tamaño adulto) con una puntuación alta". Luego, en junio de este año, NimbRo defendió su título en Montreal.

Es un trabajo interesante que muestra hasta dónde han llegado los robots en la realización de tareas físicas relativamente complejas. No obstante, todavía tienen mucho margen de mejora.

El equilibrio es una de las áreas donde los autómatas tienen mucho trabajo por delante. Basta con seguir cualquier partido de fútbol robótico para darse cuenta de que cada máquina va seguida de cerca por un humano. Su objetivo es sujetarlo en caso de que el robot pierda el equilibrio para evitar daños innecesarios. Pero la capacidad de caerse y levantarse de nuevo es una habilidad crucial en cualquier partido de fútbol (y en muchas otras situaciones).

En general, los robots no se mueven demasiado rápido ni con mucha soltura. Su forma de caminar se describe mejor como unos movimientos encorvados. Y sus habilidades futbolísticas son rudimentarias, en el mejor de los casos. Estos robots no son un buen rival para humanos, ni de lejos. (Se pueden ver algunos momentos destacados del torneo de 2017 aquí).

Y por eso cabe esperar que los autómatas mejoren pronto su destreza física.  Ciertamente, hay robots de tamaño adulto capaces de mantener un mejor equilibrio y caminar o correr con mayor soltura, como sabrá cualquiera que haya visto el vídeo de Boston Dynamics (ver El futuro de la robótica se alza sobre dos piernas). Este tipo de máquinas son las mejores para competir contra un humano, y es solo cuestión de tiempo antes de que empecemos a verlos por nuestros campos de fútbol.

Ref: arxiv.org/abs/1809.04928: Grown-up NimbRo Robots Winning RoboCup 2017 Humanoid AdultSize Soccer Competitions