Hvordan russiske gutter vinner i robotkonkurranser

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Det er ikke første året ung russisk robotikk vinner priser i internasjonale konkurranser. Vi snakket med tre vinnere av RoboCup-konkurransen.

Pandemien har akselerert introduksjonen av roboter i alle livets sfærer - det ser ut til at folk over hele verden tenker på droner som skal erstatte kurerer, industriroboter som vil gå på jobb og ikke bli syke, og medisinske roboter som kan ta vare på av personer med covid-19.

Russland er ikke langt bak: ifølge rapporten fra International Federation of Robotics tok landet andreplassen i verdensrangeringen av produsenter av serviceroboter. Det er ikke første året lag fra Russland har vunnet priser på World Robot Olympiad og ved RoboCup-konkurransene.

1. Oleg Marchenko, 21 år

Førsteplass på World Robot Olympiad 2017, hovedkategori for seniorer, Novosibirsk, team Binom (League of Robots)

Oleg Marchenko - Pressebilde

I 2014 ble jeg kjent med League of Robots, begynte å delta i konkurranser og olympiader i robotikk. Utvalget i Russland er flertrinns: først den lokale (by) scenen, deretter den regionale, deretter den all-russiske olympiaden, så har vi de føderale treningsleirene og verdensnivået - World Robot Olympiad.

I 2014, ved utvalget i Russland, ble vi det ellevte laget og kom ikke til topp ti for å fortsette å delta i konkurransen. I 2015 kom vi allerede inn på landslaget, dro til verdens-OL, dette var en seriøs grunn til å ikke gi opp det vi gjorde. Første gang vi ikke en gang var midt i vurderingen, havnet vi på slutten. Og de begynte å forberede seg til neste verdensolympiade i 2016.

Helt autonome roboter bør opptre der. Teamet designer dem på forhånd, programmerer dem og slipper dem ut på banen i en autonom modus, hvor roboten selv beveger seg, orienterer seg ved hjelp av sensorer og manipulerer objekter. Vi kan ikke nærme oss roboten og på en eller annen måte påvirke dens bevegelse.

Det vil si at alt du kunne gjøre, gjorde du før. Og så i 2016 er vi i finalen i verdensolympiaden. Ytelsen til roboten vår begynner, rundt en stor mengde mennesker, hundrevis av kameraer. Roboten starter opp, begynner å bevege seg, alt går bra og på et tidspunkt kjører den bare av linjen.

Dette har aldri skjedd på trening, vi hadde ikke forventet det. Hele rommet gispet. Vi dro hjem, og vi var selvfølgelig veldig bekymret, på et tidspunkt bestemte vi oss for å slutte med alt, men så satte vi oss ned og analyserte hele situasjonen. Vi forutså ikke at robotikk skiller seg fra programmering ved at den ytre verden påvirker situasjonen drastisk.

Vår oppgave som utviklere og designere var å gjøre roboten klar for ytre miljøpåvirkninger: i 2017 jobbet vi med dette hele året. Vi skjøt med blits, sparket roboten under forsøket, vi ville være sikre på at ingen ytre kraft ville påvirke resultatet vårt.

I 2017 kom stjernene sammen på verdensolympiaden, vi var så klare som mulig, oppgaven var ikke lett, men vi forsto at konkurrentene våre ikke kunne oppnå det ytelsesnivået selv på verdensolympiaden. Og i 2017 ble vi verdensmestere.

Etter det tok vi en pause, gikk inn på universitetet, men i 2018 bestemte vi oss for å gjenta suksessen og dro til verdensolympiaden i Thailand. Alt viste seg ikke så vellykket, vi kom inn i de 16 beste lagene i seniorkategorien, ble ikke ledere, konkurransen pågikk allerede der i et brøkdel av et sekund, og roboten vår var et par sekunder bak. Vi ble imidlertid tildelt nominasjonen for beste løsning i kategorien, noe som er veldig hyggelig.

2. Vasily Dunaev, 18 år gammel

Førsteplass på World Robot Olympiad 2018, kategori Open, Senior High St. Petersburg, et team fra St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics (ITMO) og Presidential Physics and Mathematics Lyceum nr. 239

Vasily Dunaev (andre fra venstre) - Pressebilde

Det er flere kategorier i World Roboto Olympiad (WRO). En del er for eksempel når du har en klar oppgave og du konkurrerer om hvem som skal gjøre det raskere og bedre. Men det er også en kreativ kategori. Den har følgende format - du får en utstillingscelle på 2 x 2 meter og 5 minutter til å presentere prosjektet ditt.

Når du har en klar, spesifikk oppgave, lar den deg samle, tenke i én retning, og mange originale, ikke-standardiserte løsninger dukker opp. Og i den kreative kategorien er det fortsatt en konkurranseånd, men du har lov til å tenke kreativt, å gjøre det som faller inn i hodet ditt.

Det var ikke første gang jeg vant førsteplassen i den kreative kategorien på BPO, vi deltok tilbake i 2014. OL ble arrangert i Sotsji, og jeg tok andreplassen i juniorkategorien. Og først i 2018 tok vi førsteplassen i Thailand på BPO i seniorkategorien.

Så tok vi førsteplassen, og presenterte en robot som autonomt plukket jordbær fra en hage. Det høres enkelt ut, men faktisk hadde vi et kamera, roboten som brukte et nevralt nettverk fant bærene, bestemte deres tilstand, lastet alt inn i databasen, brukeren bestilte dette bæret til seg selv gjennom applikasjonen, roboten syklet og plukket bær ved hjelp av et mykt silikon pneumatisk grep, kjørte til dronen, drone tok av.

Det virker enkelt, men faktisk er resultatet av mye arbeid, mange teknologier blitt samlet. Ikke bare måtte den fås til å fungere samtidig, den måtte også synkronisere helt andre teknologier.

Etter det laget vi et prosjekt for RoboCup i scenen - dette er en menneskelig robotjente som spilte fløyte. Roboten, alias jenta Elsa, spiller virkelig fløyte, blåser og holder hullene på fløyten med fingrene. Hun kan også høre akkordene spilt av gitaristen, gjenkjenne dem og komponere sin egen melodi i denne tonearten, og så fremføre den sammen med personen. Det er også et veldig sterkt prosjekt fra et teknologisk synspunkt.

Slike prosjekter utvikler fantasi, dette hjelper oss til seriøst å gå videre innen ulike felt innen robotikk. For eksempel er myk robotikk [som bruker fleksible, lett deformerbare materialer som lar roboter tilpasse seg forskjellige oppgaver - fra modellering av vannlevende skapninger til å utføre kirurgi] et veldig interessant og lovende område akkurat nå.

3. Rodion Anisimov, 21 år

Andreplass for, student ved Moscow State Technical University. Bauman

Rodion Anisimov - Pressebilde

Jeg studerer ved CM-7-avdelingen for mekatronikk-robotikk, jeg er kaptein for Bauman Robotics Club-teamet. Vi konkurrerte med laget på RoboCup-konkurransene. Det er 2 kategorier: studenter deltar i senior, og det er 3 divisjoner i den. Først og fremst, der RoboCup begynte er fotball av humanoide roboter, det andre er der en robot skal løse problemer i en ekte stue, for eksempel i fjor var det en oppgave i et supermarked å samle en kurv med dagligvarer.

Og den tredje delen av konkurransen, som vi deltar i, er hvor det simuleres et lagerrom, der en servicerobot skal plassere noen gjenstander på riktig måte på bordene. Alle objekter ligger i utgangspunktet på en tilfeldig måte, og det sendes en oppgave til roboten, som angir fra hvilket bord til hvilket bord objektet skal overføres, mens objektene i seg selv er muttere, skruer, altså noe relatert til mekanikk. Det er også sideoppgaver – for eksempel må en robot kaste en passende del ned i et hull.

Vi er engasjert i disse konkurransene for andre år, henholdsvis, for to år på rad tok vi andreplassen i dem, og ga kun etter for laget fra Singapore. Jeg liker at denne begivenheten er mer fokusert på utviklingen av robotikk som et vitenskapelig felt. Oppgaver gis kunnskapsintensive, faglige, mange ulike områder benyttes i gjennomføringen.

I oppgavene benyttes et fullverdig navigasjonsprogram, når kart over rommet bygges ved hjelp av laseravstandsmåler og roboten skal navigere på dette kartet. Et stereosynskamera brukes, ved hjelp av hvilket objekter oppdages, og alt dette gjøres ved hjelp av nevrale nettverk.

I løpet av konkurransedagene utveksler de deltakende lagene erfaringer, snakker om tekniske løsninger, og all koden som brukes i roboter legges ut i allmennheten. Dette gjøres spesielt for utviklingen av bransjen. Her brukes forskjellig kunnskap: sannsynlighetsteori, lineær algebra, matematisk analyse - alt sammen.

Utenom RoboCup er jeg også involvert i andre prosjekter. For eksempel dro vi i fjor til Kina for en konferanse med et prosjekt om anvendelse av tingenes internett i tjenesterobotikk. Der, for en humanoid robot, laget vi et komplett kontrollsystem og et grensesnitt slik at en person kunne samhandle med denne roboten.