Πώς κερδίζουν οι Ρώσοι σε διαγωνισμούς ρομποτικής

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Δεν είναι η πρώτη χρονιά που η νεαρή Ρωσική ρομποτική κερδίζει βραβεία σε διεθνείς διαγωνισμούς. Μιλήσαμε με τρεις νικητές του διαγωνισμού RoboCup.

Η πανδημία έχει επιταχύνει την εισαγωγή ρομπότ σε όλους τους τομείς της ζωής - φαίνεται ότι οι άνθρωποι σε όλο τον κόσμο σκέφτονται για drones που θα αντικαταστήσουν τους ταχυμεταφορείς, βιομηχανικά ρομπότ που θα πάνε στη δουλειά και δεν θα αρρωστήσουν και ιατρικά ρομπότ που μπορούν να φροντίσουν ατόμων με COVID-19.

Η Ρωσία δεν είναι πολύ πίσω: σύμφωνα με την έκθεση της Διεθνούς Ομοσπονδίας Ρομποτικής, η χώρα κατέλαβε τη δεύτερη θέση στην παγκόσμια κατάταξη των κατασκευαστών ρομπότ εξυπηρέτησης. Δεν είναι η πρώτη χρονιά που ομάδες από τη Ρωσία κερδίζουν βραβεία στην Παγκόσμια Ολυμπιάδα Ρομπότ και στους αγώνες RoboCup.

1. Oleg Marchenko, 21 ετών

Πρώτη θέση στην Παγκόσμια Ολυμπιάδα Ρομπότ 2017, κύρια κατηγορία ηλικιωμένων, Νοβοσιμπίρσκ, ομάδα Binom (League of Robots)

Oleg Marchenko - Φωτογραφία τύπου

Το 2014, γνώρισα το League of Robots, άρχισα να συμμετέχω σε διαγωνισμούς και Ολυμπιάδες στη ρομποτική. Η επιλογή στη Ρωσία είναι πολλαπλών σταδίων: πρώτα η τοπική (πόλη), μετά η περιφερειακή, μετά η Πανρωσική Ολυμπιάδα, μετά έχουμε τα ομοσπονδιακά στρατόπεδα εκπαίδευσης και το παγκόσμιο επίπεδο - την Παγκόσμια Ολυμπιάδα Ρομπότ.

Το 2014, στην επιλογή στη Ρωσία, γίναμε η ενδέκατη ομάδα και δεν μπήκαμε στην πρώτη δεκάδα για να συνεχίσουμε να συμμετέχουμε στο διαγωνισμό. Το 2015, μπήκαμε ήδη στην εθνική ομάδα, πήγαμε στους παγκόσμιους Ολυμπιακούς Αγώνες, αυτός ήταν ένας σοβαρός λόγος για να μην εγκαταλείψουμε αυτό που κάναμε. Την πρώτη φορά που δεν ήμασταν καν στη μέση της βαθμολογίας, καταλήξαμε στο τέλος. Και άρχισαν να προετοιμάζονται για την επόμενη παγκόσμια Ολυμπιάδα το 2016.

Τα πλήρως αυτόνομα ρομπότ θα πρέπει να αποδίδουν εκεί. Η ομάδα τα σχεδιάζει εκ των προτέρων, τα προγραμματίζει και τα απελευθερώνει στο γήπεδο σε αυτόνομη λειτουργία, όπου το ίδιο το ρομπότ κινείται, προσανατολίζεται με τη βοήθεια αισθητήρων και χειρίζεται αντικείμενα. Δεν μπορούμε να πλησιάσουμε το ρομπότ και να επηρεάσουμε με κάποιο τρόπο την κίνησή του.

Δηλαδή, ό,τι μπορούσες να κάνεις, το έκανες πριν. Και έτσι το 2016 είμαστε στον τελικό της Παγκόσμιας Ολυμπιάδας. Η απόδοση του ρομπότ μας ξεκινά, γύρω από ένα τεράστιο πλήθος ανθρώπων, εκατοντάδες κάμερες. Το ρομπότ ξεκινάει, αρχίζει να κινείται, όλα πάνε καλά και κάποια στιγμή απλά βγαίνει από τη γραμμή.

Αυτό δεν έχει συμβεί ποτέ στην προπόνηση, δεν το περιμέναμε. Όλο το δωμάτιο βόγκηξε. Πήγαμε σπίτι και, φυσικά, ανησυχούσαμε πολύ, κάποια στιγμή αποφασίσαμε να τα παρατήσουμε όλα, αλλά μετά καθίσαμε και αναλύσαμε την όλη κατάσταση. Δεν είχαμε προβλέψει ότι η ρομποτική διαφέρει από τον προγραμματισμό στο ότι ο εξωτερικός κόσμος επηρεάζει δραστικά την κατάσταση.

Το καθήκον μας ως προγραμματιστές και σχεδιαστές ήταν να κάνουμε το ρομπότ έτοιμο για εξωτερικές περιβαλλοντικές επιρροές: το 2017, δουλέψαμε πάνω σε αυτό όλο το χρόνο. Πυροβολήσαμε με φλας, κλωτσήσαμε το ρομπότ κατά τη διάρκεια της προσπάθειας, θέλαμε να είμαστε σίγουροι ότι καμία εξωτερική δύναμη δεν θα επηρεάσει το αποτέλεσμα μας.

Το 2017, τα αστέρια συγκεντρώθηκαν στην παγκόσμια Ολυμπιάδα, ήμασταν όσο το δυνατόν πιο έτοιμοι, το έργο δεν ήταν εύκολο, αλλά καταλάβαμε ότι οι ανταγωνιστές μας δεν μπορούσαν να επιτύχουν αυτό το επίπεδο απόδοσης ακόμη και στην παγκόσμια Ολυμπιάδα. Και το 2017 γίναμε παγκόσμιοι πρωταθλητές.

Μετά από αυτό κάναμε ένα διάλειμμα, μπήκαμε στο πανεπιστήμιο, αλλά το 2018 αποφασίσαμε να επαναλάβουμε την επιτυχία και πήγαμε στην Παγκόσμια Ολυμπιάδα στην Ταϊλάνδη. Όλα αποδείχθηκαν όχι τόσο επιτυχημένα, μπήκαμε στις 16 κορυφαίες ομάδες της ανώτερης κατηγορίας, δεν γίναμε οι ηγέτες, ο διαγωνισμός γινόταν ήδη εκεί για ένα κλάσμα του δευτερολέπτου και το ρομπότ μας έμεινε πίσω κατά μερικά δευτερόλεπτα. Ωστόσο, μας βραβεύτηκε η υποψηφιότητα για την καλύτερη λύση στην κατηγορία, κάτι που είναι πολύ ωραίο.

2. Vasily Dunaev, 18 ετών

Πρώτη θέση στην Παγκόσμια Ολυμπιάδα Ρομπότ 2018, κατηγορία Open, Senior High St

Vasily Dunaev (δεύτερος από αριστερά) - Πατήστε φωτογραφία

Υπάρχουν διάφορες κατηγορίες στην Παγκόσμια Ολυμπιάδα Ρομποτό (WRO). Για παράδειγμα, ένα μέρος είναι όταν έχεις ένα ξεκάθαρο καθήκον και ανταγωνίζεσαι ποιος θα το κάνει πιο γρήγορα και καλύτερα. Υπάρχει όμως και μια δημιουργική κατηγορία. Έχει την ακόλουθη μορφή - σας δίνεται ένα εκθεσιακό κελί 2 επί 2 μέτρα και 5 λεπτά χρόνο για να παρουσιάσετε το έργο σας.

Όταν έχετε μια ξεκάθαρη, συγκεκριμένη εργασία, σας επιτρέπει να συγκεντρώνεστε, να σκέφτεστε προς μια κατεύθυνση και να εμφανίζονται πολλές πρωτότυπες, μη τυπικές λύσεις. Και στη δημιουργική κατηγορία υπάρχει ακόμα ένα αγωνιστικό πνεύμα, αλλά επιτρέπεται να σκέφτεσαι δημιουργικά, να κάνεις ό,τι σου έρχεται στο κεφάλι.

Δεν ήταν η πρώτη φορά που κέρδισα την πρώτη θέση στη δημιουργική κατηγορία στο BPO, συμμετείχαμε το 2014. Οι Ολυμπιακοί Αγώνες έγιναν στο Σότσι και πήρα τη δεύτερη θέση στην κατηγορία των νεανίδων. Και μόνο το 2018, πήραμε την πρώτη θέση στην Ταϊλάνδη στο BPO της κατηγορίας ανώτερων.

Στη συνέχεια πήραμε την πρώτη θέση, παρουσιάζοντας ένα ρομπότ που μάζευε αυτόνομα φράουλες από έναν κήπο. Ακούγεται απλό, αλλά στην πραγματικότητα είχαμε μια κάμερα, το ρομπότ χρησιμοποιώντας ένα νευρωνικό δίκτυο βρήκε τα μούρα, καθόρισε την κατάστασή τους, τα φόρτωσε όλα στη βάση δεδομένων, ο χρήστης παρήγγειλε αυτό το μούρο για τον εαυτό του μέσω της εφαρμογής, το ρομπότ οδήγησε και διάλεξε το μούρα με τη βοήθεια μιας μαλακής πνευματικής λαβής σιλικόνης, οδήγησαν στο drone, το drone απογειώθηκε.

Φαίνεται απλό, αλλά στην πραγματικότητα το αποτέλεσμα πολλής δουλειάς, πολλές τεχνολογίες έχουν συγκεντρωθεί. Όχι μόνο έπρεπε να γίνει για να λειτουργεί ταυτόχρονα, αλλά έπρεπε επίσης να συγχρονίσει εντελώς διαφορετικές τεχνολογίες.

Μετά από αυτό, δημιουργήσαμε ένα έργο για το RoboCup in Stage - αυτό είναι ένα ανθρωποειδές κορίτσι ρομπότ που έπαιζε φλάουτο. Το ρομπότ, γνωστό και ως το κορίτσι Έλσα, παίζει πραγματικά φλάουτο, φυσάει και κρατά τις τρύπες στο φλάουτο με τα δάχτυλά της. Μπορεί επίσης να ακούσει τις συγχορδίες που παίζει ο κιθαρίστας, να τις αναγνωρίσει και να συνθέσει τη δική της μελωδία σε αυτό το πλήκτρο και στη συνέχεια να την εκτελέσει μαζί με το άτομο. Αυτό είναι επίσης ένα πολύ δυνατό έργο από τεχνολογική άποψη.

Τέτοια έργα αναπτύσσουν τη φαντασία, αυτό μας βοηθά να προχωρήσουμε σοβαρά σε διάφορους τομείς της ρομποτικής. Για παράδειγμα, η μαλακή ρομποτική [η οποία χρησιμοποιεί εύκαμπτα, εύκολα παραμορφώσιμα υλικά που επιτρέπουν στα ρομπότ να προσαρμόζονται σε διαφορετικές εργασίες - από τη μοντελοποίηση υδρόβιων πλασμάτων έως τη χειρουργική επέμβαση] είναι μια πολύ ενδιαφέρουσα και πολλά υποσχόμενη περιοχή αυτή τη στιγμή.

3. Rodion Anisimov, 21 ετών

Δεύτερη θέση για, φοιτητή του Κρατικού Τεχνικού Πανεπιστημίου της Μόσχας. Μπάουμαν

Rodion Anisimov - Press photo

Σπουδάζω στο τμήμα μηχατρονικής-ρομποτικής CM-7, είμαι αρχηγός της ομάδας Bauman Robotics Club. Αγωνιστήκαμε με την ομάδα στους αγώνες RoboCup. Υπάρχουν 2 κατηγορίες: οι μαθητές συμμετέχουν στην ανώτερη και υπάρχουν 3 τμήματα σε αυτήν. Πρώτα και κύρια, όπου ξεκίνησε το RoboCup είναι το ποδόσφαιρο των ανθρωποειδών ρομπότ, το δεύτερο είναι όπου ένα ρομπότ πρέπει να λύσει προβλήματα σε ένα πραγματικό σαλόνι, για παράδειγμα, πέρυσι υπήρχε μια εργασία σε ένα σούπερ μάρκετ να μαζέψει ένα καλάθι με είδη παντοπωλείου.

Και το τρίτο μέρος του διαγωνισμού, στον οποίο συμμετέχουμε, είναι όπου προσομοιώνεται ένας αποθηκευτικός χώρος, στον οποίο ένα ρομπότ υπηρεσίας πρέπει να τοποθετήσει ορισμένα αντικείμενα με τον σωστό τρόπο στα τραπέζια. Όλα τα αντικείμενα βρίσκονται αρχικά με τυχαίο τρόπο και μια εργασία αποστέλλεται στο ρομπότ, η οποία υποδεικνύει από ποιο τραπέζι σε ποιο τραπέζι πρέπει να μεταφερθεί το αντικείμενο, ενώ τα ίδια τα αντικείμενα είναι παξιμάδια, βίδες, δηλαδή κάτι σχετικό με τη μηχανική. Υπάρχουν επίσης παράπλευρες εργασίες - για παράδειγμα, ένα ρομπότ πρέπει να ρίξει ένα κατάλληλο μέρος σε μια τρύπα.

Ασχολούμαστε με αυτούς τους αγώνες για δεύτερη χρονιά, αντίστοιχα, για δύο συνεχόμενες χρονιές καταλάβαμε τη δεύτερη θέση σε αυτούς, υποχωρώντας μόνο στην ομάδα από τη Σιγκαπούρη. Μου αρέσει που αυτή η εκδήλωση επικεντρώνεται περισσότερο στην ανάπτυξη της ρομποτικής ως επιστημονικού πεδίου. Οι εργασίες δίνονται εντατικές γνώσεις, επαγγελματικές, πολλοί διαφορετικοί τομείς χρησιμοποιούνται στην υλοποίηση.

Στις εργασίες, χρησιμοποιείται ένα πλήρες πρόγραμμα πλοήγησης, όταν ένας χάρτης του δωματίου κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας αποστασιόμετρο λέιζερ και το ρομπότ πρέπει να πλοηγηθεί σε αυτόν τον χάρτη. Χρησιμοποιείται στερεοφωνική κάμερα όρασης, με τη βοήθεια της οποίας εντοπίζονται αντικείμενα και όλα αυτά γίνονται με τη χρήση νευρωνικών δικτύων.

Κατά τη διάρκεια των ημερών του διαγωνισμού, οι συμμετέχουσες ομάδες ανταλλάσσουν εμπειρίες, μιλούν για τεχνικές λύσεις και όλος ο κώδικας που χρησιμοποιείται στα ρομπότ τοποθετείται σε δημόσιο τομέα. Αυτό γίνεται ειδικά για την ανάπτυξη του κλάδου. Εδώ χρησιμοποιούνται διαφορετικές γνώσεις: θεωρία πιθανοτήτων, γραμμική άλγεβρα, μαθηματική ανάλυση - όλα μαζί.

Εκτός από το RoboCup, ασχολούμαι και με άλλα έργα. Για παράδειγμα, πέρυσι πήγαμε στην Κίνα για ένα συνέδριο με ένα έργο σχετικά με την εφαρμογή του Διαδικτύου των πραγμάτων στη ρομποτική υπηρεσιών. Εκεί, για ένα ανθρωποειδές ρομπότ υπηρεσίας, φτιάξαμε ένα πλήρες σύστημα ελέγχου και μια διεπαφή ώστε ένα άτομο να μπορεί να αλληλεπιδρά με αυτό το ρομπότ.