Hvordan russiske fyre vinder i robotkonkurrencer

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

Det er ikke første år, at unge russiske robotter vinder priser ved internationale konkurrencer. Vi talte med tre vindere af RoboCup-konkurrencen.

Pandemien har fremskyndet introduktionen af robotter i alle livets sfærer - det lader til, at folk over hele verden tænker på droner, der skal erstatte kurerer, industrirobotter, der går på arbejde og ikke bliver syge, og medicinske robotter, der kan tage sig af af mennesker med COVID-19.

Rusland er ikke langt bagud: ifølge rapporten fra International Federation of Robotics tog landet andenpladsen på verdensranglisten over producenter af servicerobotter. Det er ikke første år, at hold fra Rusland har vundet priser ved World Robot Olympiad og ved RoboCup-konkurrencerne.

1. Oleg Marchenko, 21 år

Førstepladsen ved World Robot Olympiad 2017, hovedseniorkategori, Novosibirsk, team Binom (League of Robots)

Oleg Marchenko - Pressefoto

I 2014 stiftede jeg bekendtskab med League of Robots, begyndte at deltage i konkurrencer og olympiader i robotteknologi. Udvælgelsen i Rusland er multi-stage: først den lokale (by) scene, så den regionale, så den all-russiske olympiade, så har vi de føderale træningslejre og verdensplan - World Robot Olympiad.

I 2014, ved udtagelsen i Rusland, blev vi det ellevte hold og nåede ikke til top ti for at fortsætte med at deltage i konkurrencen. I 2015 kom vi allerede ind på landsholdet, tog til verdens-OL, det var en seriøs grund til ikke at opgive det, vi lavede. Første gang vi ikke engang var midt i vurderingen, endte vi i slutningen. Og de begyndte at forberede sig til den næste verdensolympiade i 2016.

Fuldstændig autonome robotter bør optræde der. Holdet designer dem på forhånd, programmerer dem og frigiver dem på banen i en autonom tilstand, hvor robotten selv bevæger sig, orienterer sig ved hjælp af sensorer og manipulerer objekter. Vi kan ikke nærme os robotten og på en eller anden måde påvirke dens bevægelse.

Det vil sige, at alt, hvad du kunne gøre, gjorde du før. Og så er vi i 2016 i finalen ved verdensolympiade. Ydeevnen af vores robot begynder, omkring en enorm skare af mennesker, hundredvis af kameraer. Robotten starter op, begynder at bevæge sig, alt går godt og på et tidspunkt kører den bare af stregen.

Det er aldrig sket i træningen, det havde vi ikke forventet. Hele rummet gispede. Vi tog hjem, og vi var selvfølgelig meget bekymrede, på et tidspunkt besluttede vi os for at holde op med alt, men så satte vi os ned og analyserede hele situationen. Vi forudså ikke, at robotteknologi adskiller sig fra programmering ved, at den ydre verden påvirker situationen drastisk.

Vores opgave som udviklere og designere var at gøre robotten klar til ydre miljøpåvirkninger: i 2017 arbejdede vi på dette hele året. Vi skød med blitz, sparkede robotten under forsøget, vi ville være sikre på, at ingen ydre kraft ville påvirke vores resultat.

I 2017 samledes stjernerne ved verdensolympiaden, vi var så klar som muligt, opgaven var ikke let, men vi forstod, at vores konkurrenter ikke kunne opnå det præstationsniveau selv ved verdensolympiaden. Og i 2017 blev vi verdensmestre.

Derefter holdt vi en pause, kom ind på universitetet, men i 2018 besluttede vi at gentage succesen og tog til verdensolympiade i Thailand. Alt viste sig ikke så vellykket, vi kom ind i de 16 bedste hold i seniorkategorien, blev ikke førende, konkurrencen var allerede i gang der i et splitsekund, og vores robot var bagud med et par sekunder. Vi fik dog nomineringen for den bedste løsning i kategorien, hvilket er meget flot.

2. Vasily Dunaev, 18 år

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

Vasily Dunaev (anden fra venstre) - Pressefoto

Der er flere kategorier i World Roboto Olympiad (WRO). For eksempel er den ene del, når du har en klar opgave, og du konkurrerer i, hvem der skal gøre det hurtigere og bedre. Men der er også en kreativ kategori. Den har følgende format - du får en udstillingscelle på 2 gange 2 meter og 5 minutters tid til at præsentere dit projekt.

Når du har en klar, specifik opgave, giver den dig mulighed for at samle, tænke i én retning, og mange originale, ikke-standardiserede løsninger dukker op. Og i den kreative kategori er der stadig en konkurrenceånd, men du har lov til at tænke kreativt, at gøre hvad der falder dig ind i hovedet.

Det var ikke første gang, jeg vandt førstepladsen i den kreative kategori ved BPO, vi deltog tilbage i 2014. OL blev afholdt i Sochi, og jeg tog andenpladsen i juniorkategorien. Og først i 2018 tog vi førstepladsen i Thailand ved BPO i seniorkategorien.

Så indtog vi førstepladsen og præsenterede en robot, der selvstændigt plukkede jordbær fra en have. Det lyder simpelt, men faktisk havde vi et kamera, robotten, der brugte et neuralt netværk, fandt bærene, bestemte deres tilstand, indlæste det hele i databasen, brugeren bestilte denne bær til sig selv gennem applikationen, robotten red og plukkede bær ved hjælp af et blødt silikone pneumatisk greb, kørte til dronen, dronen lettede.

Det virker simpelt, men faktisk er resultatet af en masse arbejde blevet ført sammen. Ikke nok med at den skulle få det til at virke på samme tid, den skulle også synkronisere helt andre teknologier.

Derefter lavede vi et projekt for RoboCup i Stage - dette er en menneskelig robotpige, der spillede fløjte. Robotten, alias pigen Elsa, spiller virkelig fløjte, blæser og holder hullerne på fløjten med fingrene. Hun kan også høre akkorderne spillet af guitaristen, genkende dem og komponere sin egen melodi i denne toneart og derefter fremføre den sammen med personen. Det er også et meget stærkt projekt fra et teknologisk synspunkt.

Sådanne projekter udvikler fantasi, dette hjælper os til seriøst at komme videre inden for forskellige områder af robotteknologi. For eksempel er blød robotteknologi [som bruger fleksible, let deformerbare materialer, der gør det muligt for robotter at tilpasse sig forskellige opgaver - fra modellering af vandlevende væsner til at udføre operation] et meget interessant og lovende område lige nu.

3. Rodion Anisimov, 21 år

Andenplads for, studerende fra Moskva State Technical University. Bauman

Rodion Anisimov - Pressefoto

Jeg studerer på CM-7 afdelingen for mekatronik-robotik, jeg er kaptajn for Bauman Robotics Club-teamet. Vi konkurrerede med holdet ved RoboCup-konkurrencerne. Der er 2 kategorier: studerende deltager i senior, og der er 3 divisioner i den. Først og fremmest, hvor RoboCup begyndte, er fodbold af humanoide robotter, det andet er, hvor en robot skal løse problemer i en rigtig stue, for eksempel var der sidste år en opgave i et supermarked med at samle en kurv med dagligvarer.

Og tredje del af konkurrencen, som vi deltager i, er, hvor der simuleres et depotrum, hvor en servicerobot skal placere nogle genstande på den rigtige måde på bordene. Alle objekter ligger i starten på en tilfældig måde, og der sendes en opgave til robotten, som angiver fra hvilket bord, til hvilket bord objektet skal overføres, mens selve objekterne er møtrikker, skruer, altså noget, der har med mekanik at gøre. Der er også sideopgaver - for eksempel skal en robot smide en passende del ned i et hul.

Vi er engageret i disse konkurrencer for andet år, henholdsvis, for to år i træk tog vi andenpladsen i dem, hvilket kun gav efter for holdet fra Singapore. Jeg kan godt lide, at denne begivenhed er mere fokuseret på udviklingen af robotteknologi som et videnskabeligt felt. Opgaverne gives videntunge, faglige, mange forskellige områder bruges i implementeringen.

I opgaverne anvendes et fuldgyldigt navigationsprogram, når et kort over lokalet bygges ved hjælp af en laserafstandsmåler og robotten skal navigere på dette kort. Der bruges et stereovisionskamera, ved hjælp af hvilket objekter detekteres, og alt dette gøres ved hjælp af neurale netværk.

I løbet af konkurrencedagene udveksler de deltagende hold erfaringer, taler om tekniske løsninger, og al den kode, der bruges i robotter, er udlagt i det offentlige domæne. Dette gøres specifikt for udviklingen af branchen. Her bruges forskellig viden: sandsynlighedsteori, lineær algebra, matematisk analyse - alt sammen.

Udover RoboCup er jeg også involveret i andre projekter. For eksempel tog vi sidste år til Kina til en konference med et projekt om anvendelsen af Internet of Things i servicerobotik. Der lavede vi til en menneskelig servicerobot et komplet kontrolsystem og en grænseflade, så en person kunne interagere med denne robot.