Na de bordspellen schaken en go delft de mens nu ook het onderspit bij de precisiesport curling. Met hulp van kunstmatige intelligentie versloeg robot Curly twee professionele curlingteams.
Curly is ontwikkeld door Duitse en Koreaanse wetenschappers. Curling blijkt de ideale testomgeving voor de robot om geleerde precisie en tactische vaardigheden toe te passen in de praktijk. Een steen over het ijs laten glijden klinkt eenvoudig, maar dat is het niet, omdat de robot moet omgaan met continu veranderende omstandigheden, zoals de structuur van het ijs en de tegenspelers.
Curly wordt aangestuurd door kunstmatige intelligentie (Artificial Intelligence, AI). Hij presteert een stuk beter dan andere AI’s, die tijdens simulaties goed lijken te werken, maar vaak tegen problemen aanlopen zodra ze worden losgelaten in de onvoorspelbare ‘echte’ wereld.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
Curling: tactisch en precies
Bij curling spelen twee teams tegen elkaar. Elk team heeft acht zware, ronde stenen met een handvat die ze om en om over de baan schuiven. Bij de zogeheten hogline (een lijn op het ijs) moet de steen losgelaten worden, waarna hij ongeveer 30 meter doorglijdt naar het ‘huis’: een stip (de dolly) met daaromheen een paar cirkels.
Om de steen verder te laten glijden en de baankromming te beïnvloeden, vegen teamgenoten het ijs voor de steen glad met een soort bezem. De werper kan de steen laten afbuigen door hem voor het loslaten een draaiing mee te geven – vandaar de naam curling.
Het team waarvan de steen uiteindelijk het dichtst bij de dolly ligt, wint de ronde. Voor elke extra steen die daarnaast ook nog dichter bij het midden ligt dan de dichtstbijzijnde steen van de tegenpartij, krijgt het team extra punten.
Tenslotte wordt voor elke wedstrijd een fijne spray van waterdruppeltjes op het ijs gespoten die meteen bevriest. Daardoor glijden de stenen beter, maar wordt ook elke baan en elke worp anders en onvoorspelbaar.
Om een steen in de juiste baan te sturen is enorme precisie nodig. Daarnaast is een goede strategie belangrijk en moet je om kunnen gaan met de onzekerheden veroorzaakt door het ijs. Die combinatie maakt het een lastige sport, zeker voor een robot.
Omgaan met onzekerheden
Curly is een ovaalvormige robot met drie grote wielen en twee camera’s. De ene camera bekijkt de baan van boven en de andere kijkt vlak over het ijs. Curly klemt een steen vast met een U-vormige set wieltjes die door te draaien de steen een draaiing links- of rechtsom kunnen geven. Zo kan Curly de steen heel precies in een bepaalde baan naar het doel laten glijden.
Welke baan optimaal is, berekent de bijgevoegde AI. Deze is getraind met zo realistisch mogelijke computersimulaties van het spel. Zo leerde het welke worp in welke omstandigheden gunstig is. Net als menselijke spelers mag de robot op een nieuwe baan een paar testworpen doen om ‘het ijs te leren kennen’. Met de kennis die hij daarmee vergaart, past hij zijn computerprogramma aan.
Tijdens het spel berekent de robot telkens welke worp het best is. Daarbij houdt hij rekening met onzekerheden zoals keuzes van tegenstanders en variaties in het ijs waardoor de worp anders gaat dan gepland.
Curly won drie van de vier wedstrijden tegen professionele curlingteams. Daaruit blijkt dat het mogelijk is om een robot te leren om te gaan met onzekerheden en te leren van zijn fouten als een eerdere worp anders uitpakte dan verwacht. Die vaardigheden zijn niet alleen belangrijk bij curling, maar ook als we zelfbeslissende robots willen toelaten in onze huizen, straten en werkomgeving.