Kako ruski fantje zmagujejo na tekmovanjih v robotiki

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

Ni prvo leto, da mladi ruski robotiki osvajajo nagrade na mednarodnih tekmovanjih. Pogovarjali smo se s tremi zmagovalci tekmovanja RoboCup.

Pandemija je pospešila uvajanje robotov v vse sfere življenja – zdi se, da ljudje po vsem svetu razmišljajo o dronih, ki bodo nadomestili kurirje, o industrijskih robotih, ki bodo šli v službo in ne bodo zboleli, in o medicinskih robotih, ki znajo skrbeti. ljudi s COVID-19.

Rusija ne zaostaja veliko: po poročilu Mednarodne federacije robotike je država zasedla drugo mesto na svetovni lestvici proizvajalcev servisnih robotov. Ekipe iz Rusije že ne prvič osvajajo nagrade na svetovni robotski olimpijadi in na tekmovanjih RoboCup.

1. Oleg Marchenko, 21 let

Prvo mesto na svetovni robotski olimpijadi 2017, glavna seniorska kategorija, Novosibirsk, ekipa Binom (Liga robotov)

Oleg Marchenko - Tiskovna fotografija

Leta 2014 sem se seznanil z Ligo robotov, začel se udeleževati tekmovanj in olimpijad iz robotike. Izbor v Rusiji je večstopenjski: najprej lokalna (mestna) etapa, nato regionalna, nato vseruska olimpijada, nato imamo zvezne vadbene tabore in svetovno raven - Svetovno robotsko olimpijado.

Leta 2014 smo na izboru v Rusiji postali enajsta ekipa in se nismo uvrstili med deset najboljših za nadaljnje sodelovanje na tekmovanju. Leta 2015 smo že prišli v reprezentanco, šli na svetovne olimpijske igre, to je bil resen razlog, da ne obupamo, kar smo počeli. Prvič nismo bili niti na sredini ocene, smo končali na koncu. In začeli so se pripravljati na naslednjo svetovno olimpijado leta 2016.

Tam bi morali delovati popolnoma avtonomni roboti. Ekipa jih vnaprej oblikuje, programira in v avtonomnem načinu sprošča na igrišče, kjer se robot sam premika, orientira s pomočjo senzorjev in manipulira s predmeti. Robotu se ne moremo približati in nekako vplivati na njegovo gibanje.

Se pravi, vse, kar ste lahko naredili, ste storili prej. In tako smo leta 2016 v finalu na svetovni olimpijadi. Delovanje našega robota se začne, okoli ogromne množice ljudi, na stotine kamer. Robot se zažene, se začne premikati, vse gre v redu in na neki točki le zapelje s črte.

To se na treningih še nikoli ni zgodilo, tega nismo pričakovali. Vsa soba je zadihala. Šli smo domov in seveda smo bili zelo zaskrbljeni, v nekem trenutku smo se odločili, da nehamo vse, potem pa smo se usedli in analizirali celotno situacijo. Nismo predvidevali, da se robotika od programiranja razlikuje po tem, da zunanji svet drastično vpliva na situacijo.

Naša naloga kot razvijalci in oblikovalci je bila pripraviti robota na zunanje vplive okolja: v letu 2017 smo na tem delali vse leto. Streljali smo z bliskavico, brcali robota med poskusom, želeli smo se prepričati, da nobena zunanja sila ne bo vplivala na naš rezultat.

Leta 2017 so se zvezde združile na svetovni olimpijadi, bili smo kar se da pripravljeni, naloga ni bila lahka, a razumeli smo, da naši tekmovalci niti na svetovni olimpijadi ne morejo doseči takšne ravni. In leta 2017 smo postali svetovni prvaki.

Nato smo si privoščili odmor, vpisali se na univerzo, vendar smo se leta 2018 odločili ponoviti uspeh in odšli na svetovno olimpijado na Tajsko. Vse se je izkazalo ne tako uspešno, uvrstili smo se med 16 najboljših ekip starejše kategorije, nismo postali vodilni, tekmovanje je tam že potekalo za delček sekunde, naš robot pa je zaostajal za nekaj sekund. Smo pa bili nagrajeni z nominacijo za najboljšo rešitev v kategoriji, kar je zelo lepo.

2. Vasilij Dunaev, 18 let

Prvo mesto na svetovni robotski olimpijadi 2018, kategorija Open, Senior High St. Petersburg, ekipa Nacionalne raziskovalne univerze za informacijske tehnologije, mehaniko in optiko iz Sankt Peterburga (ITMO) in predsedniškega fizikalno-matematičnega liceja št. 239

Vasilij Dunaev (drugi z leve) - Novinarska fotografija

Na svetovni robotski olimpijadi (WRO) je več kategorij. En del je na primer, ko imaš jasno nalogo in tekmuješ, kdo jo bo opravil hitreje in bolje. Obstaja pa tudi ustvarjalna kategorija. Ima naslednji format - dobite razstavno celico 2 krat 2 metra in 5 minut časa za predstavitev vašega projekta.

Ko imate jasno, specifično nalogo, vam omogoča, da se zberete, razmišljate v eno smer in pojavi se veliko izvirnih, nestandardnih rešitev. In v kreativni kategoriji je še vedno tekmovalni duh, vendar je dovoljeno kreativno razmišljati, delati vse, kar ti pride na pamet.

Ni bilo prvič, da sem na BPO osvojil prvo mesto v kreativni kategoriji, sodelovali smo že leta 2014. Olimpijske igre so potekale v Sočiju, jaz pa sem zasedel drugo mesto v kategoriji mladincev. In šele leta 2018 smo na Tajskem zasedli prvo mesto na BPO kategorije starejših.

Nato smo zasedli prvo mesto in predstavili robota, ki je avtonomno pobiral jagode z vrta. Sliši se preprosto, a v resnici smo imeli kamero, robot je s pomočjo nevronske mreže našel jagode, določil njihovo stanje, vse to naložil v bazo podatkov, uporabnik je preko aplikacije naročil to jagodičje zase, robot se je vozil in pobral jagode s pomočjo mehkega silikonskega pnevmatskega oprijema, zapeljal do drona, dron je vzletel.

Zdi se preprosto, v resnici pa je rezultat velikega dela, veliko tehnologij je bilo združenih. Ne samo, da ga je bilo treba narediti, da deluje hkrati, potrebno je bilo tudi sinhronizirati popolnoma različne tehnologije.

Nato smo ustvarili projekt za RoboCup in Stage - to je humanoidna robotka, ki je igrala flavto. Robot, imenovan tudi dekle Elsa, res igra na flavto, piha in s prsti drži luknjice na flavti. Prav tako lahko sliši akorde, ki jih igra kitarist, jih prepozna in v tem tonu sestavi svojo melodijo, nato pa jo izvede skupaj z osebo. To je tudi s tehnološkega vidika zelo močan projekt.

Takšni projekti razvijajo domišljijo, to nam pomaga resno napredovati na različnih področjih robotike. Na primer, mehka robotika [ki uporablja fleksibilne, lahko deformabilne materiale, ki robotom omogočajo prilagajanje različnim nalogam – od modeliranja vodnih bitij do izvajanja operacij] je trenutno zelo zanimivo in obetavno področje.

3. Rodion Anisimov, 21 let

Drugo mesto za študenta Moskovske državne tehnične univerze. Bauman

Rodion Anisimov - Tiskovna fotografija

Študiram na oddelku za mehatroniko-robotiko CM-7, sem kapetan ekipe Bauman Robotics Club. Z ekipo smo se pomerili na tekmovanjih RoboCup. Obstajata 2 kategoriji: študentje sodelujejo v starejši, v njej pa so 3 divizije. Najprej in najpomembnejše, kjer se je RoboCup začel, je nogomet humanoidnih robotov, drugič, kjer mora robot reševati težave v pravi dnevni sobi, na primer lani je bila naloga v supermarketu zbrati košaro z živili.

In tretji del tekmovanja, v katerem sodelujemo, je simulacija skladišča, v katerem mora servisni robot na mize na pravilen način postaviti nekaj predmetov. Vsi predmeti sprva ležijo na naključni način, robotu pa se pošlje naloga, ki označuje, iz katere mize, na katero mizo naj se predmet prenese, medtem ko so predmeti sami matice, vijaki, torej nekaj, kar je povezano z mehaniko. Obstajajo tudi stranske naloge – robot mora na primer vreči ustrezen del v luknjo.

Na teh tekmovanjih se ukvarjamo že drugo leto oziroma dve leti zapored smo na njih zasedli drugo mesto in se umaknili le ekipi iz Singapurja. Všeč mi je, da je ta dogodek bolj osredotočen na razvoj robotike kot znanstvenega področja. Naloge so podane na znanju intenzivne, strokovne, pri izvajanju se uporablja veliko različnih področij.

Pri nalogah se uporablja polnopravni navigacijski program, ko se z laserskim daljinomerom izdela zemljevid prostora in mora robot krmariti po tem zemljevidu. Uporablja se kamera za stereo vid, s pomočjo katere se zaznavajo predmeti, vse to pa poteka z uporabo nevronskih mrež.

V dnevih tekmovanja si sodelujoče ekipe izmenjujejo izkušnje, se pogovarjajo o tehničnih rešitvah, vsa koda, ki se uporablja pri robotih, pa je javno dostopna. To se naredi posebej za razvoj industrije. Tu se uporabljajo različna znanja: teorija verjetnosti, linearna algebra, matematična analiza – vse skupaj.

Poleg RoboCupa se ukvarjam tudi z drugimi projekti. Na primer, lani smo šli na konferenco na Kitajsko s projektom o uporabi interneta stvari v storitveni robotiki. Tam smo za servisnega humanoidnega robota izdelali celoten nadzorni sistem in vmesnik, da je človek lahko komuniciral s tem robotom.