Pràctica: "Utilització de Jess per a planejar una estratègia de futbol"
 

Objectiu de la pràctica:

• Dissenyar l’estratègia d’un equip de futbol en Jess.
• Utilitzar JavaSoccer com a plataforma per a simular els partit.
• Competir amb els altres equips.

• Introducció

 
El JavaSoccer és un programa que simula la dinàmica i les dimensions de la lliga de futbol de robots petits de la RoboCup. Dos equips de cinc jugadors competeixen en una taula de "ping-pong" empenyent i xutant una pilota de golf dintre de la porteria de l’equip contrari.

La Figura 1 mostra la pantalla principal del programa.
 






Figura 1: Pantalla principal i posicions dels jugadors en el començament del partit.


 







• Característiques de JavaSoccer.


Les dimensions del camp de futbol són de 152.2 cm d’amplada per 274 cm de llargada. Cada porteria té una mida de 50 cm. En el sistema de coordenades utilitzat en la simulació, el centre del camp és el (0,0) amb +x cap a la dreta (est) i +y cap a dalt (nord). L’equip que comença a la part dreta del camp s’anomena equip "east" i el de l’esquerra, equip "west".

Els robots són rodones de 12 cm de diàmetre i poden moure’s a una velocitat lineal de 0.3 m/s i girar 360 graus per segon. Cadascú té un número d’identificació i un equip pot tenir com a màxim, cinc robots. Ells poden relliscar seguint la paret sempre i quan no hi estiguin encarats.

La pilota té un diàmetre de 4 cm i pot arribar a una velocitat màxima de 0.5 m/s quan es xuta. Desaccelera a 0.1 m/s². Les col·lisions amb la paret són perfectament elàstiques.

Actualment no hi ha cap restricció en el temps de durada del partit, però la RoboCup estableix un temps de 10 minuts.

Cada porteria està envoltada per una zona de defensa, que es troba a 22.5 cm de la línia de gol i que té una amplada de 100 cm. Només un robot defensor pot entrar en aquesta àrea.

La Figura 1 mostra les posicions dels jugadors al començament del partit. La RoboCup no especifica cap posició inicial, però si que l’equip que xuta primer pot estar a menys de 15 cm de la pilota.

JavaSoccer no fa acomplir cap tipus de faltes, però existeix un rellotge que comença a funcionar quan es fa un gol i que compta enrera des de 60 segons. Si cap equip anota en aquest temps, la pilota torna automàticament al centre del camp. La pilota també torna al centre si queda encallada per un període de temps.

En la simulació, els robots no poden comunicar-se entre ells, però són autònoms.
 
 

• Execució del Programa.


Per executar aquest programa cal cridar al fitxer demo.bat que es troba al directori /javasoccer/javasoccer. Aquest en fa servir un altre anomenat robocup.dsc que conté els paràmetres inicials del simulador, com són les posicions inicials dels jugadors, els colors dels equips, la posició de la pilota (al centre del camp), les mides del camp, les parets, etc, i un de molt important que és el nom de la classe Java que inclou l’estratègia de l’equip.

Per més informació consultar la pagina web:

http://eia.udg.es/~iitap/cursjava/javasoccer.html
 
 

• Jess i JavaSoccer.


Com que JavaSoccer i Jess són programes en Java, es poden utilitzar junts. Existeix un conjunt de funcions per enviar objectes Java entre ells. La manera de fer-ho és mitjançant una hashtable on tant Jess com JavaSoccer hi poden accedir per introduir i recuperar les dades. Les funcions utilitzades en la transferència d’informació són store i fetch.

La funció fetch recupera i retorna un valor prèviament emmagatzemat per la funció store sota un nom donat o null si no hi ha cap valor. La sintaxi és: (fetch <nom>).

La funció store té la sintaxi següent (store <string o àtom> <expressió>) i associa el contingut de <expressió> amb el nom donat pel primer argument de manera que amb successives crides de la funció fetch es pugui recuperar.
 
 

• Proposta.

 
Es proposa dissenyar l’estratègia de joc d’un jugador de futbol amb Jess i utilitzar JavaSoccer com a plataforma de experimentació d’un partit d’un contra un.

Per alleugerar la tasca de l’alumne, les modificacions de JavaSoccer seran fetes pels professors.

El treball consistirà en escriure un arxiu anomenat decisioe.clp o decisiow.clp en Jess, que contingui la tàctica del jugador.

En principi es demana l’estratègia per a un jugador, però l’alumne pot fer-la per a més (fins a cinc jugadors). Tenint en compte que existeix aquesta possibilitat es donaran les coordenades de tots els jugadors (ambdós equips).

Per aproximar més la simulació al cas real, és a dir, a l’ús dels micro-robots que juguen a futbol, i per a facilitar els càlculs, ja que totes les dades seran positives, es traslladarà l’eix de coordenades a la cantonada dreta de la porteria corresponent a l’equip propi.

Aquests canvis de coordenades permeten fer un únic programa en Jess i que estar a la part esquerra o dreta del camp sigui transparent per a l’alumne.

 Seguidament es donen les dades que seran introduïdes a la hashtable amb el seu nom (necessari per a la funció fetch):

 
Coordenades x,y de:

• Equip propi:

"x_jo", "y_jo"

"x_company1", "y_company1"

"x_company2", "y_company2"

"x_company3", "y_company3"

"x_company4", "y_company4"

Equip contrari:

• Porteria pròpia: sempre serà (0, 0.76) metres.
 
"x_porteria_propia", "y_porteria_propia"
• Porteria contraria: sempre serà (2.74, 0.76) metres.
 
"x_porteria_contrari", "y_porteria_contrari"
• Pilota
 
"x_pilota", "y_pilota"
• Número de jugador: varia des de 1 a 5.
 
"numero_jugador"


Si es planteja l’estratègia per a un sol jugador, aquest número serà sempre 1.

Com a resposta, l’alumne ha de fer un store de:

"coordx" , "coordy"
"moure"
"xutar"

On "coordx" i "coordy" són les coordenades on es desitja que vagi el jugador; "moure" una variable booleana per a dir si el robot ha de moure’s o no ( 1 = si, 0 = no), i "xutar" una altra variable booleana per a indicar si el robot ha de xutar (1) o no (0) la pilota.

Si "moure" = 0 llavors el robot només girarà sobre el propi eix, apuntant el seu front cap a les coordenades donades per "coordx" i "coordy".

Per a xutar la pilota, el jugador ha de ser a una distància màxima de 2 cm d’ella. Recordeu que la distància es considera a partir d’on acaba el robot i la pilota, i les coordenades (x,y) donades són del centre del robot i la pilota. De totes maneres, si "xutar" sempre es 1, JavaSoccer comprova aquesta distància i només xuta quan toca. Aquesta variable s’ha inclòs per si donat una situació on es pot xutar, no es desitja fer-ho.

Finalment, es dona una plantilla de Jess, que inclou les sentències necessàries per a comunicar-se amb JavaSoccer.
 
 

(deffacts inici   (fet obtenir_posicions) )  // aquest fet es necessari per la continuïtat de la execusió de JavaSoccer.  (defrule qui_pilota    ?pos<-(fet obtenir_posicions)    => // coordenades pilota     (assert (px (fetch "x_pilota")))     (assert (py (fetch "y_pilota")))  // coordenades equip propi     (assert (xjo (fetch "x_jo")))     (assert (yjo (fetch "y_jo")))     (assert (xj1 (fetch "x_company1")))     (assert (yj1 (fetch "y_company1")))     (assert (xj2 (fetch "x_company2")))     (assert (yj2 (fetch "y_company2")))     (assert (xj3 (fetch "x_company3")))     (assert (yj3 (fetch "y_company3")))     (assert (xj4 (fetch "x_company4")))     (assert (yj4 (fetch "y_company4"))) // coordenades equip contrari     (assert (xc1 (fetch "x_contrari1")))     (assert (yc1 (fetch "y_contrari1")))     (assert (xc2 (fetch "x_contrari2")))     (assert (yc2 (fetch "y_contrari2")))     (assert (xc3 (fetch "x_contrari3")))     (assert (yc3 (fetch "y_contrari3")))     (assert (xc4 (fetch "x_contrari4")))     (assert (yc4 (fetch "y_contrari4")))     (assert (xc5 (fetch "x_contrari5")))     (assert (yc5 (fetch "y_contrari5"))) // coordenades de la porteria del equip propi     (assert (ppx (fetch "x_porteria_propia")))     (assert (ppy (fetch "y_porteria_propia"))) // coordendes de la porteria del equip contrari     (assert (pcx (fetch "x_porteria_contrari")))     (assert (pcy (fetch "y_porteria_contrari"))) // numero del jugador      (assert (jo_id (fetch "numero_jugador")))   ) ..... regles ..... // per passar dades a JavaSoccer (defrule <nom> .... =>  ....   (store "coordx" <variable x>)   (store "coordy" <variable y>)   (store "moure" <0 o 1>)   (store "xutar" <0 o 1>)   )


 
• Notes:


Per a que els programes funcionen bé:
 

• Els noms que acompanyen a fetch no es poden canviar. (El nom de las variables com pcy, ji_id, px, etc., sí.)
• No es permet modificar el fet inicial.
• Està prohibit transformar els noms que acompanyen a la funció store.
• El nom del fitxer .clp ha de ser decisioe.clp, per als equips de l’est i decisiow.clp per als equips de l’oest.


Els arxius robocup.dsc, javajesse.java i javajessw.java són a la pàgina web

http://eia.udg.es/~iitap/cursjava/javasoccer.html


Per que el programa funcioni, cal crear un directori equips dins del c:\temp, posar-hi els arxius .java i compilar-los (javac nom-fitxer.java). Dins del c:\temp han de ser els arxius robocup.dsc i demo.bat. Cal modificar el robocup.dsc, tan per a escollir el nombre de jugadors com l’equip (est o oest).

//======WEST TEAM======

robot EDU.gatech.cc.is.abstractrobot.SocSmallSim equips.javajessw
 -1.2  0    0 xEAEA00 xFFFFFF 2

//======EAST TEAM======

robot EDU.gatech.cc.is.abstractrobot.SocSmallSim equips.javajesse
1.2 0 0 xFF0000 x0000FF 2

La definició de l’equip és al final de l’arxiu i només fa falta canviar el nom de la classe.

Per a entrenar el nou equip, JavaSoccer té els equips següents:
 

• GoToBall
• SchemaDemo
• BrianTeam
• BriSpec
• Kechze
• DTeam