Как руски момчета печелят в състезания по роботика

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Не за първа година младите руски роботици печелят награди на международни състезания. Разговаряхме с трима победители в състезанието RoboCup.

Пандемията ускори навлизането на роботите във всички сфери на живота - изглежда, че хората по целия свят мислят за дронове, които ще заменят куриерите, индустриални роботи, които ще ходят на работа и няма да се разболеят, и медицински роботи, които могат да се грижат на хора с COVID-19.

Русия не изостава: според доклада на Международната федерация по роботика страната заема второ място в световната класация на производителите на сервизни роботи. Отбори от Русия не за първа година печелят награди на Световната олимпиада по роботи и на състезанията RoboCup.

1. Олег Марченко, 21 години

Първо място на Световната олимпиада по роботи 2017, основна категория старша възраст, Новосибирск, отбор Бином (Лига на роботите)

Олег Марченко - Снимка за пресата

През 2014 г. се запознах с Лигата на роботите, започнах да участвам в състезания и олимпиади по роботика. Селекцията в Русия е многоетапна: първо местният (градски) етап, след това регионалният, след това Всеруската олимпиада, след това имаме федералните тренировъчни лагери и световното ниво - Световната олимпиада по роботи.

През 2014 г. на селекцията в Русия станахме единадесети отбор и не стигнахме до десетката, за да продължим участието си в състезанието. През 2015 г. вече влязохме в националния отбор, отидохме на световната олимпиада, това беше сериозна причина да не се отказваме от това, което правим. Първият път, когато дори не бяхме в средата на рейтинга, се озовахме в края. И те започнаха да се подготвят за следващата световна олимпиада през 2016 г.

Там трябва да работят напълно автономни роботи. Екипът ги проектира предварително, програмира ги и ги пуска на терена в автономен режим, където самият робот се движи, ориентира се с помощта на сензори и манипулира обекти. Не можем да се приближим до робота и по някакъв начин да повлияем на движението му.

Тоест всичко, което сте могли да направите, сте правили преди. И така през 2016 г. сме на финал на Световната олимпиада. Представянето на нашия робот започва около огромна тълпа от хора, стотици камери. Роботът тръгва, започва да се движи, всичко върви добре и в един момент просто излиза от линията.

Това никога не се е случвало на тренировки, не го очаквахме. Цялата стая ахна. Прибрахме се вкъщи и, разбира се, бяхме много притеснени, в един момент решихме да напуснем всичко, но след това седнахме и анализирахме цялата ситуация. Не сме предвидили, че роботиката се различава от програмирането по това, че външният свят драстично влияе на ситуацията.

Нашата задача като разработчици и дизайнери беше да направим робота готов за външни влияния на околната среда: през 2017 г. работихме върху това през цялата година. Снимахме със светкавица, ритахме робота по време на опита, искахме да сме сигурни, че никаква външна сила няма да повлияе на нашия резултат.

През 2017 г. звездите се събраха на световната олимпиада, бяхме максимално готови, задачата не беше лесна, но разбрахме, че нашите състезатели не могат да постигнат това ниво на представяне дори на световната олимпиада. И през 2017 станахме световни шампиони.

След това си направихме почивка, влязохме в университета, но през 2018 г. решихме да повторим успеха и отидохме на Световната олимпиада в Тайланд. Всичко се оказа не толкова успешно, влязохме в топ 16 отбора на старшата категория, не станахме лидери, състезанието вече продължаваше там за част от секундата, а нашият робот изоставаше с няколко секунди. Ние обаче получихме номинацията за най-добро решение в категорията, което е много приятно.

2. Василий Дунаев, 18 години

Първо място на Световната олимпиада по роботика 2018, категория Open, Senior High St. Petersburg, отбор от Санкт Петербургския национален изследователски университет по информационни технологии, механика и оптика (ИТМО) и Президентския физико-математически лицей No239

Василий Дунаев (втори отляво) - Снимка за пресата

В Световната олимпиада по роботика (WRO) има няколко категории. Например, една част е, когато имате ясна задача и се състезавате кой ще я свърши по-бързо и по-добре. Но има и творческа категория. Има следния формат - дава ви се изложбена клетка 2 на 2 метра и 5 минути време за представяне на вашия проект.

Когато имате ясна, конкретна задача, ви позволява да се събирате, да мислите в една посока и се появяват много оригинални, нестандартни решения. И в категорията творчески все още има състезателен дух, но ти е позволено да мислиш творчески, да правиш каквото ти хрумне.

Не за първи път печеля първо място в творческата категория на BPO, участвахме още през 2014 г. Олимпиадата се проведе в Сочи и аз заех второ място в категория юноши. И само през 2018 г. заехме първо място в Тайланд на BPO за старша категория.

Тогава заехме първо място, представяйки робот, който автономно бере ягоди от градина. Звучи просто, но всъщност имахме камера, роботът, използващ невронна мрежа, намери плодовете, определи тяхното състояние, зареди всичко в базата данни, потребителят поръча това зрънце за себе си чрез приложението, роботът яздеше и избра горски плодове с помощта на мека силиконова пневматична ръкохватка, докара се до дрона, дронът излетя.

Изглежда просто, но всъщност резултатът от много работа, много технологии са събрани. Не само трябваше да се накара да работи едновременно, но и да синхронизира напълно различни технологии.

След това създадохме проект за RoboCup in Stage - това е хуманоидно момиче робот, което свири на флейта. Роботът, известен още като момичето Елза, наистина свири на флейта, духа и държи дупките на флейтата с пръсти. Тя може също да чуе акордите, изсвирени от китариста, да ги разпознае и да композира своя собствена мелодия в този тон, след което да я изпълни заедно с човека. Това също е много силен проект от технологична гледна точка.

Такива проекти развиват въображението, това ни помага да напреднем сериозно в различни области на роботиката. Например, меката роботика [която използва гъвкави, лесно деформируеми материали, които позволяват на роботите да се адаптират към различни задачи – от моделиране на водни същества до извършване на операции] е много интересна и обещаваща област в момента.

3. Родион Анисимов, 21 години

Второ място за студент от Московския държавен технически университет. Бауман

Родион Анисимов - Прес снимка

Уча в катедра CM-7 по мехатроника-роботика, капитан съм на екипа на клуба по роботика Бауман. Състезавахме се с отбора на състезанията RoboCup. Има 2 категории: учениците участват в старшата, като в нея има 3 дивизии. Първо и най-важно, където започна RoboCup, е футболът на хуманоидни роботи, вторият е, където робот трябва да решава проблеми в реална всекидневна, например миналата година имаше задача в супермаркет да събере кошница с хранителни стоки.

И третата част на състезанието, в която участваме, е, където се симулира складово помещение, в което обслужващ робот трябва да постави някои предмети по правилния начин на масите. Всички обекти първоначално лежат по произволен начин и на робота се изпраща задача, която посочва от коя маса на коя маса трябва да бъде прехвърлен обектът, докато самите обекти са гайки, винтове, тоест нещо, свързано с механиката. Има и странични задачи – например робот трябва да хвърли подходяща част в дупка.

Ние сме ангажирани в тези състезания за втора година, съответно две поредни години заехме второ място в тях, отстъпвайки само на отбора от Сингапур. Харесва ми, че това събитие е по-фокусирано върху развитието на роботиката като научна област. Дават се задачи с интензивни знания, професионални, при изпълнението се използват много различни области.

В задачите се използва пълноценна навигационна програма, когато се изгражда карта на стаята с помощта на лазерен далекомер и роботът трябва да се движи по тази карта. Използва се камера за стерео зрение, с помощта на която се откриват обекти и всичко това се извършва с помощта на невронни мрежи.

В дните на състезанието участващите екипи обменят опит, разговарят за технически решения, а целият код, който се използва в роботите, е изложен в публичното пространство. Това се прави специално за развитието на индустрията. Тук се използват различни знания: теория на вероятностите, линейна алгебра, математически анализ - всички заедно.

Освен в RoboCup, участвам и в други проекти. Например миналата година отидохме в Китай за конференция с проект за прилагането на Интернет на нещата в сервизната роботика. Там за служебен хуманоиден робот направихме цялостна система за управление и интерфейс, за да може човек да взаимодейства с този робот.