Роботы в бильярде
Может ли робот победить человека в бильярде? Рассказываем в статье, какие роботы существуют, и каковы их шансы на победу.
Компьютерные технологии и вычислительные системы уже давно стали неотъемлемой частью любого вида спорта. Победителя беговых дисциплин определяет фотофиниш, в футбольные мячи вставлены датчики пересечения линии ворот и так далее.
Но некоторые виды спорта шагнули дальше. В них стали полноценно использовать роботов.
Началось все с шахмат. В период с 70-х до 90-х годов прошлого века произошла настоящая техническая революция: создатели суперкомпьютера DeepBlue бросили вызов чемпиону мира Гарри Каспарову. Сначала человек победил за явным преимуществом. Потом проиграл партию, но все равно сумел выиграть по сумме очков. А дальше уже был триумф технического разума, который оказался сильнее чемпиона мира.
Кстати, после этого матчи с суперкомпьютерами потеряли свою ценность, ажиотаж спал и подобные партии стали проводить крайне редко. А все потому, что стало понятно, что машина будет совершенствоваться и играть все лучше и лучше. А значит, у человека будет все меньше шансов ее победить.
Бильярд тоже весьма интеллектуальный вид спорта. И в нем тоже начали использовать роботов, которым поставили задачу научиться играть на уровне лучших бильярдистов мира, а затем и превзойти их. Хотя технически роботы для бильярда сложнее шахматных компьютеров, ведь здесь надо не только думать и находить наиболее удачное решение, но еще и воплощать это решение в жизнь. А именно – наносить удар кием по шару, чтобы он закатывался в лузу.
Немецкая разработка PR2
Начнем с модели, разработанной в Техническом университете Мюнхена. Ее авторами стали трое конструкторов и программистов – Сандра Хирхе, Омирос Куракос и Томас Нирхофф. Свое детище они назвали PR2.
Внешне конструкция действительно похожа на робота. У него есть нечто, напоминающее голову, а также есть большая платформа на колесах, которая является одновременно вычислительным центром и позволяет машине передвигаться вокруг стола. Но главное – это две механические руки, которые называют 7-DOF. Они держат кий, и могут свободно им манипулировать – занимать любое положение на его поверхности как во время удара, так и при выборе позиции. Для этого руки обладают сразу 7-ю степенями свободы. Это столько же, сколько и у человека. Поэтому в данном параметре робот не только не уступает живому сопернику, но и не превосходит его.
Оценивать обстановку на игровом поле и выбирать наиболее оптимальный удар этому роботу помогает специальная камера. Она расположена точно над столом, чтобы картинка была наиболее точной и не искажалась. Точно такой же вид получает телезритель во время трансляций бильярдных турниров, и он же присутствует во всех 2D-играх на компьютере или в мобильном приложении.
А дальше происходит следующее. Картина с камеры передается на бортовой компьютер, установленный на мобильной платформе робота. Там информация анализируется, и подается команда: куда передвинуться, в каком направлении нанести удар и какой силы. Все это занимает несколько секунд, поэтому игра с таким роботом получается весьма динамичной.
Но есть у этого робота-бильярдиста и недостатки. Во-первых, он предназначен только для игры в пул. Для более сложных игр его программа еще не усовершенствована. А во-вторых, даже при игре в пул (а это самая простая разновидность бильярда, имеющая широкие лузы) точность его попадания оставляет желать лучшего. Она всего 80 процентов. Да, это неплохой показатель, но он не превосходит навыки опытного и мастеровитого игрока. И еще один нюанс: этот робот несколько неуклюжий. При прицеливании и ударе из-за достаточно широких рук он может задевать другие шары на столе. А это в бильярде считается нарушением, и такой шар не будет засчитан.
Поэтому, в отличие от тех же шахмат, с этим искусственным интеллектом вполне можно сражаться и побеждать его.
Робот-катала Deep Green
А вот эту разработку как раз называют главным соперником человека за бильярдную корону. Это американский робот, созданный по мотивам того самого шахматного суперкомпьютера, который обыгрывал Гарри Каспарова. Неслучайно даже название похоже – только тот искусственный интеллект был «голубым», а этот «зеленый».
Но дело, конечно, не в названии, а в техническом оснащении. Во-первых, это не робот в классическом понимании: у него нет платформы, колес или механических конечностей, как в предыдущем примере. Deep Green – это один манипулятор, который свисает с потолка и способен двигаться над поверхностью стола. В корпусе заключены вычислительные модули, а внизу закреплено нечто, напоминающее кий. Это тоже тонкий стержень, но он гораздо меньше по длине, чем стандартный инвентарь бильярдиста.
Этим «кием» робот способен наносить два типа удара:
- С помощью электромагнитного двигателя. Таким способом наносят удар, скорость которого не превышает 3 метра в секунду. Это обычная средняя скорость удара живого бильярдиста.
- С помощью пневматического механизма. Скорость удара при этом возрастает до 12 метров секунду. Благодаря этому шары буквально вколачиваются в лузу.
Главный вопрос: кто руководит и управляет этим роботом? Его компьютер подключен к целой системе видеокамер, которые оценивают расположение шаров на столе под самыми разными углами. В итоге на процессор поступает информация, которая учитывает не только конкретный удар, но и дальнейший разлет шаров. На основе полученных данных вычисляется идеальный угол и сила удара.
Сейчас робот Deep Green находится еще на стадии совершенствования. Но он уже способен обыгрывать человека, хотя его реальный уровень создатели пока оценивают как «выше среднего». Сейчас они пытаются внедрить систему, которая позволит компьютеру анализировать не только ситуацию на столе, но и конкретного соперника, его модель игры. В идеале машина должна научиться подстраиваться и использовать слабые стороны человека. И тогда она будет побеждать практически всегда, как это делает сегодня шахматный суперкомпьютер.
