Uma plataforma de código aberto baseada em Python para simulação 2D do futebol Robocup

RoboCup é um evento internacional anual projetado para mostrar os avanços nas áreas de robótica e inteligência artificial (IA). Neste evento diferentes equipes de robôs humanóides jogam futebol entre si

Todos os anos, roboticistas e cientistas da computação de todo o mundo se propõem a desenvolver robôs e algoritmos que possam ser apresentados na RoboCup. Antes de serem testados em ambientes reais, porém, a maioria desses sistemas é executada e avaliada em simulações, para ajustar seu desempenho.

Pesquisadores da Dalhousie University e da Memorial University of Newfoundland, no Canadá, apresentaram recentemente o Pyrus Base, uma nova plataforma de código aberto baseada em Python para simulação bidimensional (2D) do futebol RoboCup. Esta plataforma, apresentada em artigo publicado em servidor de pré-impressão arXivpoderia ajudar os pesquisadores a treinar e testar seus algoritmos robóticos relacionados ao futebol de maneira fácil e confiável.

“O artigo é sobre um código base desenvolvido em Python para pesquisadores interessados ​​em ambientes 2D de IA e Robocup Soccer Simulation”, disse Aref Sayareh, um dos pesquisadores que realizou o estudo, ao Tech Xplore. “Como existem estruturas poderosas em Python, criamos este código base para facilitar aos pesquisadores o desenvolvimento de suas ideias neste ambiente multiagente.”

A maioria das estruturas existentes para executar simulações robóticas de futebol, incluindo HeliosBase e Cyrus2DBase, utilizam a linguagem de programação C++. Embora C++ tenha muitas vantagens, por exemplo simplificar a adaptação do mesmo código para diferentes usos, é bastante avançado em comparação com outras linguagens de programação, como Python.

Como resultado, plataformas de simulação baseadas em C++ normalmente só podem ser usadas por aqueles com bons conhecimentos de programação. Sayareh e seus colegas decidiram desenvolver uma estrutura alternativa baseada em Python que pudesse ser usada por uma gama mais ampla de usuários com diversos níveis de conhecimento técnico.

“Tornamos nossa base o mais simples possível, com muitas funções e classes que permitem aos pesquisadores se concentrar apenas em suas ideias, em vez de matemática e programação complicadas”, explicou Sayareh. “Além disso, estruturas como Tensorflow e PyTorch são diretas neste código base. Além disso, a estrutura do Pyrus é muito semelhante aos códigos base C++, então pessoas com alta experiência nesta liga podem usar a base Python facilmente.”

Base Pyrus é uma plataforma de simulação 2D simples e acessível que permite que até mesmo programadores iniciantes ou inexperientes testem modelos de IA para RoboCup. Os investigadores esperam que a sua plataforma incentive mais investigadores a testar as suas ideias, alimentando a inovação no campo do futebol robótico.

“A liga 2D de simulação de futebol no Robocup é um ambiente multiagente e barulhento, focado mais em comportamentos ofensivos e defensivos”, disse Sayareh. “Portanto, a IA pode desempenhar um papel significativo neste ambiente. Por exemplo, usando métodos de aprendizagem por reforço, os agentes podem aprender comportamentos como driblar ou passar ou alguns métodos de aprendizagem de máquina que podem reduzir o ruído do ambiente.”

O código base do Pyrus já está disponível no GitHub e em breve poderá ser baixado e usado por entusiastas da robótica e grupos de pesquisa em todo o mundo. Em seus próximos trabalhos, Sayareh e seus colegas esperam melhorar ainda mais a estrutura, para que ela possa ser usada para treinar um conjunto ainda maior de algoritmos de IA.

“Agora iremos otimizar a base do Pyrus para melhorar seu desempenho”, acrescentou Sayareh. “Além disso, adicionaremos alguns exemplos informativos de aprendizado por reforço, como goleiro com aprendizado por reforço, ao código base para pesquisadores e recém-chegados a esta liga, para que possam aprender com mais facilidade e rapidez.

© 2023 Science X Network