Jak Rosjanie wygrywają w zawodach robotyki

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

To nie pierwszy rok, w którym młoda rosyjska robotyka zdobywa nagrody na międzynarodowych zawodach. Rozmawialiśmy z trzema zwycięzcami konkursu RoboCup.

Pandemia przyspieszyła wprowadzanie robotów do wszystkich sfer życia – wydaje się, że ludzie na całym świecie myślą o dronach, które zastąpią kurierów, robotach przemysłowych, które pójdą do pracy i nie zachorują, oraz robotach medycznych, które mogą opiekować się osób z COVID-19.

Rosja nie pozostaje daleko w tyle: według raportu Międzynarodowej Federacji Robotyki kraj ten zajął drugie miejsce w światowym rankingu producentów robotów usługowych. To nie pierwszy rok, w którym drużyny z Rosji zdobywają nagrody na Światowej Olimpiadzie Robotów i zawodach RoboCup.

1. Oleg Marczenko, 21 lat

I miejsce na Światowej Olimpiadzie Robotów 2017, główna kategoria seniorów, Nowosybirsk, drużyna Binom (Liga Robotów)

Oleg Marczenko - Zdjęcie prasowe

W 2014 roku zapoznałem się z Ligą Robotów, zacząłem brać udział w zawodach i olimpiadach z robotyki. Selekcja w Rosji jest wieloetapowa: najpierw etap lokalny (miejski), potem regionalny, potem Ogólnorosyjska Olimpiada, potem mamy federalne obozy szkoleniowe i poziom światowy - Światową Olimpiadę Robotów.

W 2014 roku podczas selekcji w Rosji staliśmy się jedenastym zespołem i nie weszliśmy do pierwszej dziesiątki, aby kontynuować udział w konkursie. W 2015 roku weszliśmy już do kadry narodowej, pojechaliśmy na światowe igrzyska olimpijskie, to był poważny powód, żeby nie rezygnować z tego, co robiliśmy. Za pierwszym razem, gdy nie byliśmy nawet w połowie rankingu, znaleźliśmy się na końcu. I zaczęli przygotowywać się do kolejnej światowej olimpiady w 2016 roku.

Powinny tam działać w pełni autonomiczne roboty. Zespół projektuje je z wyprzedzeniem, programuje i wypuszcza na pole w trybie autonomicznym, w którym sam robot porusza się, orientuje się za pomocą czujników i manipuluje przedmiotami. Nie możemy podejść do robota i jakoś wpłynąć na jego ruch.

To znaczy wszystko, co mogłeś zrobić, zrobiłeś wcześniej. I tak w 2016 roku jesteśmy w finale Światowej Olimpiady. Rozpoczyna się akcja naszego robota, wokół ogromnego tłumu ludzi, setek kamer. Robot rusza, rusza, wszystko idzie dobrze iw pewnym momencie po prostu zjeżdża z linii.

To się nigdy nie zdarzyło na treningu, nie spodziewaliśmy się tego. Cały pokój sapnął. Wróciliśmy do domu i oczywiście bardzo się martwiliśmy, w pewnym momencie postanowiliśmy rzucić wszystko, ale potem usiedliśmy i przeanalizowaliśmy całą sytuację. Nie przewidzieliśmy, że robotyka różni się od programowania tym, że świat zewnętrzny drastycznie wpływa na sytuację.

Naszym zadaniem jako programistów i projektantów było przygotowanie robota na zewnętrzne wpływy środowiska: w 2017 roku pracowaliśmy nad tym przez cały rok. Strzelaliśmy z błyskiem, kopaliśmy robota podczas próby, chcieliśmy mieć pewność, że żadna siła zewnętrzna nie wpłynie na nasz wynik.

W 2017 roku gwiazdy zebrały się na światowej olimpiadzie, byliśmy maksymalnie gotowi, zadanie nie było łatwe, ale zrozumieliśmy, że nasi zawodnicy nie są w stanie osiągnąć tego poziomu nawet na światowej olimpiadzie. A w 2017 roku zostaliśmy mistrzami świata.

Potem zrobiliśmy sobie przerwę, wstąpiliśmy na uniwersytet, ale w 2018 roku postanowiliśmy powtórzyć sukces i pojechaliśmy na Światową Olimpiadę w Tajlandii. Wszystko potoczyło się nie tak pomyślnie, weszliśmy do pierwszej 16 drużyn kategorii seniorów, nie staliśmy na czele, rywalizacja trwała tam już przez ułamek sekundy, a nasz robot był o kilka sekund w tyle. Otrzymaliśmy jednak nominację za najlepsze rozwiązanie w kategorii, co jest bardzo miłe.

2. Wasilij Dunajew, 18 lat

Pierwsze miejsce na Światowej Olimpiadzie Robotów 2018 w kategorii Open, Senior High St. Petersburg, zespół z Petersburskiego Narodowego Uniwersytetu Badawczego Technologii Informacyjnych, Mechaniki i Optyki (ITMO) oraz Prezydenckiego Liceum Fizyki i Matematyki nr 239

Wasilij Dunajew (drugi od lewej) - Zdjęcie prasowe

W Światowej Olimpiadzie Roboto (WRO) jest kilka kategorii. Na przykład jedna część to sytuacja, w której masz jasne zadanie i rywalizujesz o to, kto zrobi to szybciej i lepiej. Ale jest też kategoria kreatywna. Ma następujący format - otrzymujesz celę wystawienniczą o wymiarach 2 na 2 metry i 5 minut na prezentację swojego projektu.

Kiedy masz jasne, konkretne zadanie, pozwala się zebrać, myśleć w jednym kierunku i pojawia się wiele oryginalnych, niestandardowych rozwiązań. A w kategorii kreatywnej wciąż panuje duch rywalizacji, ale wolno ci myśleć kreatywnie, robić wszystko, co przyjdzie ci do głowy.

Nie pierwszy raz zdobyłem pierwsze miejsce w kategorii kreatywnej na BPO, braliśmy udział w 2014 roku. Igrzyska odbyły się w Soczi, a ja zająłem drugie miejsce w kategorii juniorów. I dopiero w 2018 roku zajęliśmy pierwsze miejsce w Tajlandii w kategorii BPO seniorów.

Potem zajęliśmy pierwsze miejsce, prezentując robota, który samodzielnie zbierał truskawki z ogrodu. Brzmi prosto, ale w rzeczywistości mieliśmy kamerę, robot za pomocą sieci neuronowej znalazł jagody, określił ich stan, załadował wszystko do bazy danych, użytkownik zamówił tę jagodę dla siebie przez aplikację, robot jeździł i zbierał jagody za pomocą miękkiego silikonowego uchwytu pneumatycznego podjechały do drona, dron wystartował.

Niby proste, ale w rzeczywistości jest efektem dużej pracy, wielu technologii zostało zebranych razem. Musiał nie tylko działać w tym samym czasie, ale także synchronizować zupełnie inne technologie.

Następnie stworzyliśmy projekt dla RoboCup in Stage - to humanoidalna dziewczyna-robot, która grała na flecie. Robot, czyli dziewczyna Elsa, naprawdę gra na flecie, dmucha i przytrzymuje palcami otwory na flecie. Potrafi także usłyszeć akordy grane przez gitarzystę, rozpoznać je i skomponować w tej tonacji własną melodię, a następnie wykonać ją wspólnie z osobą. To także bardzo mocny projekt z technologicznego punktu widzenia.

Takie projekty rozwijają wyobraźnię, co pozwala nam na poważny postęp w różnych dziedzinach robotyki. Na przykład, miękka robotyka [wykorzystująca elastyczne, łatwo odkształcalne materiały, które umożliwiają robotom dostosowywanie się do różnych zadań – od modelowania wodnych stworzeń po wykonywanie operacji] jest obecnie bardzo interesującą i obiecującą dziedziną.

3. Rodion Anisimov, 21 lat

Drugie miejsce dla studenta Moskiewskiego Państwowego Uniwersytetu Technicznego. Bauman

Rodion Anisimov - Zdjęcie prasowe

Studiuję na wydziale mechatroniki-robotyki CM-7, jestem kapitanem drużyny Bauman Robotics Club. Z drużyną rywalizowaliśmy na zawodach RoboCup. Istnieją 2 kategorie: studenci uczestniczą w seniorskiej i są w niej 3 dywizje. Przede wszystkim tam, gdzie RoboCup zaczął się futbol humanoidalnych robotów, po drugie robot musi rozwiązywać problemy w prawdziwym salonie, na przykład w zeszłym roku w supermarkecie było zadanie zebrania koszyka z zakupami.

A trzecia część zawodów, w której bierzemy udział, to symulacja magazynu, w którym robot serwisowy musi w odpowiedni sposób rozmieścić na stołach niektóre przedmioty. Wszystkie przedmioty początkowo leżą w sposób losowy, a do robota wysyłane jest zadanie, które wskazuje z którego stołu na który stół przedmiot ma zostać przeniesiony, natomiast same przedmioty to nakrętki, śruby, czyli coś związanego z mechaniką. Są też zadania poboczne – np. robot musi wrzucić odpowiednią część do dziury.

Angażujemy się w te zawody odpowiednio drugi rok, dwa lata z rzędu zajęliśmy w nich drugie miejsce, ustępując tylko drużynie z Singapuru. Podoba mi się, że to wydarzenie jest bardziej nastawione na rozwój robotyki jako dziedziny naukowej. Zadania mają charakter wymagający dużej wiedzy, są profesjonalne, w realizacji wykorzystywanych jest wiele różnych obszarów.

W zadaniach wykorzystywany jest pełnoprawny program nawigacyjny, gdy mapa pomieszczenia jest budowana za pomocą dalmierza laserowego i robot musi nawigować po tej mapie. Wykorzystywana jest kamera stereowizyjna, za pomocą której wykrywane są obiekty, a wszystko to odbywa się za pomocą sieci neuronowych.

Podczas dni zawodów uczestniczące zespoły wymieniają się doświadczeniami, rozmawiają o rozwiązaniach technicznych, a cały kod używany w robotach jest udostępniany publicznie. Odbywa się to specjalnie dla rozwoju branży. Wykorzystywana jest tu różna wiedza: teoria prawdopodobieństwa, algebra liniowa, analiza matematyczna - wszystko razem.

Oprócz RoboCup jestem również zaangażowany w inne projekty. Na przykład w zeszłym roku pojechaliśmy do Chin na konferencję z projektem dotyczącym zastosowania Internetu Rzeczy w robotyce usługowej. Tam dla serwisowego robota humanoidalnego wykonaliśmy kompletny system sterowania i interfejs, aby człowiek mógł wchodzić w interakcje z tym robotem.