Robocup 2013: Operation Eindhoven

AgentCain · Αύγουστος 1, 2013

<div align="justify"> <img src="http://www.thelab.gr/gallery3/var/albums/News/Robocup-2013/robocup_logo.png?m=1374007038" align="left" hspace="8" vspace="8" alt=""/>Ρομποτ ποδοσφαιριστές, ρομποτ διασώστες, βιομηχανικά ρομπότ, ιπτάμενα και ανθρωπόμορφα ρομπότ, διαγωνίζονται μεταξύ τους με απώτερο σκοπό την παγκόσμια διάκριση των ομάδων τους και τη προβολή της ακμάζουσας ερευνητικής δραστηριότητας στο τομέα του αυτοματισμού, της ρομποτικής και της μηχατρονικής. Ο λόγος για τον ετήσιο διαγωνισμό Robocup που φέτος έλαβε χώρα στο Eindhoven της Ολλανδίας. Ένας διαγωνισμός καινοτομίας και εφευρετικότητας, με έμφαση στην ανάπτυξη δημιουργημάτων που εξυπηρετούν ανθρώπινες ανάγκες, συνεργάζονται με τον άνθρωπο ή προσπαθούν να τον μιμηθούν. Μια γιορτή που φέρνει κοντά ανθρώπους και επιστήμονες μηχανικούς από όλο το κόσμο, από πανεπιστήμια, ερευνητικά ιδρύματα και ιδιωτικές εταιρίες. Το TheLab.gr σας ενημερώνει για το διαγωνισμό αυτό μέσα από τα μάτια ενός μέλους της ελληνικής αποστολής με όνομα PANDORA.

Τι είναι ο διαγωνισμός Robocup;

Ο διαγωνισμός RoboCup είναι ένας διαγωνισμός για ρομποτ μικρού και μεγάλου μεγέθους, τηλεχειριζόμενα, ημιαυτόνομα ή πλήρως αυτόνομα. Ο διαγωνισμός διεξάγεται κάθε χρόνο σε διαφορετικά μέρη της υδρογείου την καλοκαιρινή περίοδο.

Όταν ξεκίνησε το 1997, ο αρχικός στόχος ήταν η δημιουργία μιας ομάδας ρομπότ ικανής να κερδίσει έναν αγώνα ποδοσφαίρου Παγκοσμίου Κυπέλλου μέχρι το 2050. Ο στόχος αυτός παραμένει ενεργός μέχρι σήμερα, ενώ η διοργάνωση του RoboCup αποφάσισε να επεκτείνει το διαγωνισμό και σε άλλους σχετικούς τομείς εφαρμογών -οι οποίοι ορίζονται με βάση τις ανάγκες της μοντέρνας κοινωνίας- όπως οι ακόλουθοι:

RoboCupSoccer: στόχος είναι η δημιουργία πλήρως αυτόνομων, συνεργαζόμενων ρομπότ που παρουσιάζουν ανεπτυγμένη ανταγωνιστική συμπεριφορά και στρατηγική, σε ένα περιβάλλον προσομοίωσης αγώνα ποδοσφαίρου.

RoboCupRescue: ρομπότ συνεργείων έκτακτης ανάγκης που λειτουργούν επικουρικά ως προς την ανθρώπινη συμμετοχή και καταβάλλουν προσπάθειες διάσωσης ανθρώπων, εκτέλεσης επικίνδυνων εργασιών και χαρτογράφησης άγνωστων χώρων, με χαρακτηριστικά υψηλής κινητικότητας, ευεληξίας και τηλεχειριζόμενης, ημιαυτόνομης ή αυτόνομης λειτουργίας σε απαιτητικά περιβάλλοντα.

RoboCup@Home: αυτόνομα ρομποτ που βοηθούν τους ανθρώπους στο σπίτι και σε δημόσιους χώρους, με φυσικά διαδραστικό τρόπο.

RoboCupJunior: μια παρακίνηση προς τους νεαρούς φίλους μας που επιθυμούν να αναπτύξουν ικανότητες και γνώσεις απαραίτητες στην επιστήμη, τη τεχνολογία, τη μηχανική και τα μαθηματικά όπως και να ακονίσουν τις ήδη υπάρχουσες ικανότητές τους μέσω της συμμετοχής στη δημιουργική διαδικασία της κατασκευής και προγραμματισμού αυτόνομων ρομπότ.

Τι είναι ένα ρομπότ;

Ρομπότ (robot) ορίζουμε την μηχανολογική εκείνη κατασκευή που λειτουργεί ως αυτόνομος πράκτορας, κινούμενος στο χώρος ή/και αλληλεπιδρώντας με αυτόν, χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικά κυκλώματα και κάποια αλγοριθμική λογική.

Με την αυστηρή έννοια του όρου, το πλυντήριο αυτοκινήτων είναι ένα ρομπότ ενώ ένα τηλεκατευθυνόμενο αυτοκινητάκι δεν είναι. Φυσικά ο καθένας αποδίδει μια διαφορετική ερμηνεία στο όρο, ανάλογα τις ανάγκες ή την εικόνα που θέλει να παρουσιάσει. Για παράδειγμα, ένα τηλεκατευθυνόμενο όχημα απενεργοποίησης εκρηκτικών μηχανισμών του στρατού θεωρείται ρομποτ, παρόλο που το μεγαλύτερο μέρος των λειτουργιών του γίνονται από τον άνθρωπο μέσω τηλεκατεύθυνσης.

Δείγμα ανδροειδών ρομπότ, τα οποία διαθέτουν αρθρώσεις παρόμοιες με τις ανθρώπινες

Άλλα ρομποτ δεν απαιτούν χειρισμό του χρήστη ή τον επιβάλλουν σε περιπτώσεις που κινδυνεύει το ίδιο το ρομπότ ή ακόμα χειρότερα ένας άλλος άνθρωπος. Τα ρομπότ αυτά χαρακτηρίζονται ως αυτόνομα και η ικανότητα ανάλυσης του περιβάλλοντός τους και λήψης αποφάσεων βασίζεται στη γενικότερη έννοια της Τεχνητής Νοημοσύνης.

Υπάρχουν και ρομπότ τα οποία συνδυάζουν τηλεκατεύθυνση και αυτόνομη λειτουργία με τρόπο υβριδικό. Τα οχήματα αυτά είτε παρέχουν υποβοήθηση στη τηλεκατεύθυνση του χρήστη, είτε ο χρήστης υποβοηθά το αυτόνομο σύστημα του ρομπότ σε δύσκολες καταστάσεις. Υπάρχει επίσης και η περίπτωση κατά την οποία το ρομπότ είναι τηλεχειριζόμενο μέχρι το σημείο που θα χαθεί η επαφή ρομποτ - χειριστή, οπότε το ρομποτ αναλαμβάνει να εκτελέσει αυτόνομα κάποιες εργασίες. Το συγκεκριμένο σενάριο απασχολεί ιδιαίτερα τις διαστημικές αποστολές σε πλανήτες και συστήματα που δεν επιτρέπουν μόνιμη ασύρματη επικοινωνία.

H Boston Dynamics κατασκευάζει μερικά από τα πιο εντυπωσιακά πειραματικά ρομπότ.

Το ρομπότ σαν κατασκευή μπορεί να διαθέτει ρόδες, να είναι πλεούμενο ή υποβρύχιο, να ίπταται, να περπατάει ή να έρπεται. Το πρόβλημα που καλείται να αντιμετωπίσει θα ορίσει το είδος της κατασκευής, τα αισθητήρια όργανα που θα διαθέτει και τις τακτικές που θα ακολουθεί. Η όλη σύλληψη της κατασκευής και λειτουργίας ενός ρομπότ είναι θέμα καθαρά μηχανικής, καθώς τίθενται θέματα κόστους, ευελιξίας, ικανοτήτων, ταχύτητας, βάρους, υπάρχουσας τεχνολογίας, χρόνου κατασκευής και λειτουργίας κτλ. Ακόμα και αν είχαμε το τέλειο ανδροειδές ρομπότ, υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες η απόδοση αυτού θα ήταν χαμηλότερη της αντίστοιχης απόδοσης ενός άλλου ρομπότ που κατασκευάστηκε για να αντιμετωπίζει αποκλειστικά και μόνο το συγκεκριμένο πρόβλημα.

Μικρά ερπυστριοφόρα οχήματα και μεγάλα ανδροειδή, κάθε ρομπότ σχεδιάζεται σύμφωνα με τις εργασίες που καλείται να εκτελέσει.

Πιθανώς μερικοί να γνωρίζετε τους τρεις νόμους των ρομπότ

Ενα ρομπότ δε μπορεί να τραυματίσει έναν άνθρωπο ή, λόγω απραξίας, να επιτρέψει το θάνατο ενός ανθρώπου.
Ένα ρομπότ πρέπει να υπακούει τις εντολες των ανθρώπων, εκτός και αν αυτές έρχονται σε αντίθεση με το 1ο νόμο.
Ένα ρομπότ πρέπει να προστατεύεται από τη καταστροφή του εφόσον δεν έρχεται σε αντίθεση με τον 1ο και 2ο νόμο.

Μπορεί οι παραπάνω νόμοι να βγήκαν από το βιβλίο επιστημονικής φαντασίας του Isaac Asimov και να μην έχουν ιδιαίτερη εφαρμογή σε μια εποχή που δεν υπάρχει ικανή τεχνητή νοημοσύνη να τα δικαιολογήσει, ο σχεδιασμός και λειτουργία όμως των ρομποτ ακολουθούν αυτές τις γενικές γραμμές.

Πρακτικές εφαρμογές

Τα ρομπότ συνήθως χρησιμοποιούνται σε εργασίες επαναλαμβανόμενες, επικίνδυνες και με μικρό χρόνο εκτέλεσης. Σε γενικές γραμμές θεωρούνται αναλώσιμα σε σχέση με την ανθρώπινη ζωή, ιδιαίτερα ενός εξειδικευμένου επιστήμονα όπως αυτού που παρατηρεί ή χειρίζεται το ρομποτ. Ένα ρομπότ μπορεί να εκτελέσει μια συγκεκριμένη εργασία με μεγαλύτερη ακρίβεια, μεγαλύτερη ταχύτητα και λιγότερο κόστος από έναν άνθρωπο, εκτελώντας αναρίθμητες παράλληλες εργασίες.

Ίσως η πιο γνωστή εφαρμογή ρομπότ είναι αυτή στη βιομηχανία κατασκευής αυτοκινήτων. Πρόσφατα ο φίλος μου [MENTION=7401]alexis2044[/MENTION] μου έδειξε το ακόλουθο βίντεο για ένα από τα πιο αυτοματοποιημένα εργοστάσια αυτοκινήτων που υπάρχουν, τη βιομηχανία Tesla:

στο

μπορείτε να δείτε ένα δείγμα βιομηχανικού ρομπότ που χρησιμοποιεί τεχνικές πλοήγησης στο χώρο με χρήση κατευθυντήριων μαγνητικών γραμμών. Ίσως ένα από τα πρώτα ρομπότ που θα προσπαθήσει να κατασκευάσει ένας ερασιτέχνης θα είναι ένα line following robot. Τέτοια ρομπότ βρήκαμε και στο διαγωνισμό του Robocup:

Ο στόχος αυτών των ρομπότ είναι να κινηθούν με ακρίβεια σε έναν επικίνδυνο χώρο, χειριζόμενα ογκώδη και βαριά αντικείμενα. Πολλές φορές μάλιστα απαιτείται και η συνεργασία αυτών των ρομπότ, φτάνοντας εν τέλει στην κορύφωση της κατηγορίας συνεργαζόμενων ρομποτ που φέρει το τίτλο swarm robots. Η ισχύς εν τη ενώσει.

Αριστερά: Ρομπότ πλήρως εξοπλισμένα.Το συγκεκριμένο ήταν εξολοκλήρου φτιαγμένο από αλουμίνιο και ανθρακονήματα, ενώ έφερε θερμική κάμερα αξίας 10000€! Δεξιά: Σε ένα σύνολο από ρομπότ, πρέπει να βρεθεί ένας τρόπος να επικοινωνούν και να συνεργάζονται.

Η ελληνική αποστολή

Η ελληνική αποστολή με το κωδικό όνομα PANDORA (Program for the Advancement of Non Directed Operating Robotic Agents) συστάθηκε το 2005, οπότε και έκανε τα πρώτα της βήματα στο χώρο της ρομποτικής. Αποτελείται από υπεύθυνους καθηγητές, προπτυχιακούς και διδακτορικούς φοιτητές του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών ΑΠΘ και όχι μόνο. Η πρώτη κατασκευή της ομάδας ήταν ένας ρομποτικός βραχίονας, χαμηλού κόστους που μπορούσε να εκτελέσει ορισμένες απλές λειτουργίες.

Μετά από αυτή τη κατασκευή, η όρεξη φοιτητών και καθηγητών γιγαντώθηκε και αποφασίστηκε η συμμετοχή στο διαγωνισμό Robocup στο Suzhou της Κίνας το 2008, με ένα ιδιαίτερα περίεργο όχημα. Το όχημα ήταν ερπυστριοφόρο, διέθετε αισθητήρες θερμοκρασίας, CO2, απόστασης, sonar, laser scanner (LiDAR) και κάμερες. Η κατασκευή ήταν βασισμένη σε ένα τηλεκατευθυνόμενο όχημα της Tamiya, το οποίο τροποποιήθηκε κατάλληλα ώστε να μπορεί να δεχτεί έναν φορητό υπολογιστή και ορισμένα ακόμα ηλεκτρονικά. Και το όνομα αυτού "Κατσαρίδα":

Η διάκριση δεν ήταν μεγάλη, αλλά ήταν αρκετή για την ομάδα ώστε να συνεχίσει η ύπαρξή της για χρόνια. Βέβαια, η αναμέτρηση ήταν δύσκολη, καθώς τα υπόλοιπα οχήματα υπερείχαν σε δυνατότητες και μέγεθος. And size does matter, but not always for the best.

Η εικόνα αυτή ήταν αρκετή για μένα έτσι ώστε να δηλώσω συμμετοχή στην ομάδα τον Φλεβάρη του 2008, οπότε και τοποθετήθηκα ως διαχειριστής junior ομάδας. Οι junior ομάδες δεν είχαν άμεση σχέση με τη κανονική ομάδα -με εξαίρεση τους διαχειριστές που λειτουργούσαν επικουρικά στην ομάδα διαχείρισης της κύριας ομάδας-, είχαν σαν στόχο μικρά πρότζεκτ ρομποτικής τα οποία σχετίζονταν με τις τεχνικές και γνώσεις που χρησιμοποιούνταν στη κύρια ομάδα. Τελικά, τα πρότζεκτ αυτά παρουσιάστηκαν στο ΣΦΗΜΜΥ (Συνέδριο Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών) της Θεσσαλονίκης.

Κάποιοι απογοητεύτηκαν, άλλοι πείσμωσαν και συνέχισαν στη καινούργια ομάδα. Ακολούθησαν άλλοι δύο διαγωνισμοί, ένας στο Graz της Αυστρίας το 2009 και ένας στη Κωνσταντινούπολη της Τουρκίας το 2011. Τα αποτελέσματα ήταν παρόμοια, η ομάδα λάμβανε μέτριες θέσεις, αλλά ικανοποιητικά αποτελέσματα ώστε να προχωρήσει το εγχείρημα. Τα μέλη της ομάδας μεγάλωναν, αρκετοί ορκίζονταν, οπότε βρέθηκε η ανάγκη τα μέλη της junior ομάδας να συνεχίσουν στη κανονική. Άλλωστε αυτή ήταν και η χρησιμότητα των junior ομάδων.

Η ομάδα οργανώθηκε με σοβαρά κριτήρια. Δημιουργήθηκαν υποομάδες με αυστηρά ορισμένες αρμοδιότητες και μια ιεραρχία ελέγχου και λήψης αποφάσεων. Κάθε υποομάδα είχε έναν διαχειριστή, ο οποίος ήταν και το πιο τεχνικά καταξιωμένο άτομο της συγκεκριμένης υποομάδας. Οι υποομάδες που δημιουργήθηκαν και υπάρχουν μέχρι σήμερα είναι:

Διαχείρισης
Υλικού
Αρχιτεκτονικής Συστήματος
Computer Vision
Αισθητήρες
Ήχου
Ασύρματης Επικοινωνίας
Βραχίονα
Γραφικού Περιβάλλοντος

Αργότερα, λόγω αυξημένων αναγκών, προστέθηκαν οι υποομάδες Middleware και Στερεοσκοπικής Όρασης (υποομάδα του Computer Vision).

Εγώ τοποθετήθηκα το 2011 στην ομάδα διαχείρισης, όπου και ανέλαβα μέρος των παραγγελιών υλικών της ομάδας, σε στενή συνεργασία με τους επιβλέποντες καθηγητές. Αργότερα, όταν πλησίαζε η ημερομηνία διεξαγωγής του διαγωνισμού στη Τουρκία, βοηθούσα την ομάδα Υλικού, κυρίως στη προετοιμασία και δρομολόγηση καλωδιώσεων μέσα στο όχημα.

Το 2012 βρέθηκα τυχαία στην ομάδα Computer Vision, κυρίως επειδή δεν υπήρχαν διαθέσιμα άτομα. Εκείνη την εποχή δεν είχα αποφασίσει τι ακριβώς με ενδιαφέρει στην ομάδα, αυτή όμως η εξέλιξη των πραγμάτων με έφερε πιο κοντά στο κλάδο του Computer Vision, της στερεοσκοπικής όρασης και των εφαρμογών αυτών στη ρομποτική. Περιττό να αναφέρω ότι όρισε το αντικείμενο της διπλωματικής μου εργασίας και την κατεύθυνση που θα ακολουθήσω σαν μηχανικός πλέον.

Η φετινή ομάδα PANDORA, όπως φωτογραφήθηκε στο διαγωνισμό RoboCup 2013 αποτελούνταν από 15 άτομα!

Έχοντας συμπληρώσει 5 χρόνια παρουσίας στην ομάδα, ήμουν έτοιμος να αντιμετωπίσω τον πρώτο μου διαγωνισμό ως διαχειριστής της ομάδας Computer Vision. Στους προηγούμενους διαγωνισμούς δεν συνόδεψα την ομάδα στην αποστολή της, καθώς η χρηματοδότηση ήταν περιορισμένη. Φέτος, τα πράγματα ήταν ακόμα πιο δύσκολα, λόγω παγκόσμιας κρίσης και ακόμα μικρότερης κρατικής χρηματοδότησης, αλλά χάρη στους χορηγούς μας, μπορέσαμε να παρουσιαστούμε στο φετινό διαγωνισμό Robocup.

Στο διαγωνισμό 1/2

Ο διαγωνισμός Robocup διεξήχθη στο Eindhoven Ολλανδίας κατά την περίοδο 26-30 Ιουνίου 2013. Ο χώρος που φιλοξενούσε το διαγωνισμό ήταν ένα κλειστό γυμναστήριο, το οποίο είχαν προεκτείνει με συναρμολογούμενες τέντες. Ήταν ένας χώρος αρκετά μεγάλος, καθώς έπρεπε να φιλοξενήσει 2500 διαγωνιζόμενους από 40 χώρες και 40000 θεατές!

Ο κύριος χώρος του διαγωνισμού ήταν αφιερωμένος στο RoboSoccer. Αυτή ήταν μία από τις "ήρεμες" μέρες...

Ξεκινήσαμε ξημερώματα από το αεροδρόμιο Μακεδονία της Θεσσαλονίκης, με απευθείας πτήση προς Dusseldorf Γερμανίας με την Air Berlin. Μαζί μας κουβαλούσαμε κυρίως προσωπικές αποσκευές, αλλά ορισμένοι είχαν μαζί τους και όργανα εργαστηρίου ή ανταλλακτικά κομμάτια του ρομπότ. Περιττό να αναφέρω ότι η ασφάλεια του αεροδρομίου ήταν ιδιαίτερα προσεκτική με μας.

Το ρομπότ είχε ή αναχωρήσει 3 μέρες πιο μπροστά για το διαγωνισμό με μεταφορική, μαζί με ένα σεβαστό ποσό οργάνων, εργαλείων, ανταλλακτικών και βοηθητικών υλικών. Συνολικά αγγίξαμε τα 120 κιλά τεχνολογικού εξοπλισμού με κόστος πάνω από €30000! Μεταφέραμε κυριολεκτικά όλο το εργαστήριο στην Ολλανδία.

Φτάνοντας μεσημέρι στο Dusseldorf, πήραμε ταξί για το ξενοδοχείο Eindhoven Tulip Airport, ώστε να τακτοποιηθούμε στα δωμάτια. Το ξενοδοχείο είχε μόλις μερικές μέρες λειτουργίας, οπότε υπήρξαν κάποια λειτουργικά προβλήματα, κυρίως σε ότι αφορά την αποδοτικότητα του προσωπικού. Τα δωμάτια ήταν ευρύχωρα και ξεκούραστα, ιδιαίτερα ήσυχα, παρά την τοποθεσία του ξενοδοχείου, το οποίο ήταν κυριολεκτικά πάνω στο αεροδρόμιο του Eindhoven. Μέσα σε μισή ώρα φύγαμε για το χώρο του διαγωνισμού, ώστε να παραλάβουμε ρομπότ και εργαλεία, να οργανώσουμε το χώρο εργασίας μας και να ελέγξουμε αν το ρομπότ λειτουργούσε ακόμα .

Ο χώρος διεξαγωγής του RoboRescue(αριστερά) και του Robocup@Home (κέντρο δεξιά). Στο πίσω μέρος διακρίνεται ο ελεγχόμενος χώρος εργασίας των ομάδων, όπου επιτρεπόταν η είσοδος μόνο σε μέλη αυτών.

Με το που φτάσαμε στο διαγωνισμό, ξεκίνησαν τα προβλήματα. Η ομάδα δε φαινόταν πουθενά, εγώ δεν ήμουν καν γραμμένος στη κατάσταση (παρόλο που μου πήραν 370€ εγγραφής ), χώρος εργασίας δεν υπήρχε, ο χώρος διεξαγωγής του διαγωνισμού ήταν μονίμως παγωμένος (φτάσαμε τους 5°C! Ναι, ναι, στο Eindhoven έβρεχε συνέχεια, είχε παγωνιά και με το που φτάσαμε το γύρισε σε χιονόνερο) και οι παροχές ήταν άθλιες. Αν αναλογιστεί κανείς ότι μόνο για το δικαίωμα του διαγωνισμού το κάθε άτομο πλήρωσε 370€ και το ρομπότ συμμετοχή 500€, τότε οι παροχές του διαγωνισμού ήταν πανάθλιες. Δεν προσέφεραν ούτε νερό στους διαγωνιζόμενους, η εστίαση ήταν πανάκριβη και περιορισμένη, η θέρμανση τις πρώτες μέρες ανύπαρκτη (μερικοί παίρναμε αγκαλιά τα λαπτοπ για να ζεσταθούμε :whistle2: ) ενώ αργότερα άρχισαν τα προβλήματα με το internet και τη παροχή ηλεκτρικής ενέργειας (ήταν λίγο πριν το πρώτο διαγωνισμό, όταν όλες οι ομάδες αποφάσισαν να φορτώσουν τις μπαταρίες των οχημάτων τους. Μια ομάδα είχε μαζί της 30 lipo μπαταρίες υψηλής χωρητικότητας!).

Το όχημα με το οποίο διαγωνιστήκαμε. Χρειάστηκε μια μέρα ώστε να επανέλθει στη πλήρη λειτουργικότητά του από την ομάδα Υλικού, ενώ οι υπόλοιποι συνεχίζαμε τις τροποποιήσεις και τις βελτιώσεις του κώδικα, ειδικά η ομάδα του Computer Vision .

Ανοίγοντας το ρομπότ, βρεθήκαμε αντιμέτωποι με τα πρώτα σοβαρά προβλήματα. Δε λειτουργούσε τίποτα!

Λόγω μετακίνησης είχαν ξεφύγει κάποια καλώδια και χαλάρωσε ο βραχίονας. Ήταν η πρώτη απογοήτευση, το σημείο που λες ότι ήρθες για να κάνεις τις πιο ακριβές και ανούσιες διακοπές στη ζωή σου. Η δεύτερη απογοήτευση ήρθε αργότερα όταν είδαμε τη πίστα του διαγωνισμού και ακούσαμε τις οδηγίες των διοργανωτών. Για να κατανοήσει κανείς τη κατάσταση, πρέπει να γνωρίζει τη φύση του διαγωνισμού.

Η πίστα του Robocup Rescue

Ο διαγωνισμός Robocup Rescue έχει σαν στόχο τη κατασκευή ρομποτικών οχημάτων τα οποία μπορούν να εντοπίσουν θύματα μιας φυσικής καταστροφής, κυρίως σε περιστατικά σεισμών. Η πίστα που διαγωνίζονται τα οχήματα είναι σχεδόν εξολοκλήρου κατασκευασμένη από ξύλο, σε διάταξη λαβυρίνθου και φέρει διάφορα εμπόδια, όπως σκάλες, κεκλιμένα επίπεδα, πόρτες, τρύπες, χώματα, πέτρες, χαλάσματα και σωλήνες. Χωρίζεται σε διάφορες επιμέρους πίστες, οι οποίες αναγνωρίζονται από τη διακριτική ταινία που φέρουν. Οι πίστες συγκεκριμένα είναι οι εξής:

Κίτρινη πίστα: Σε αυτή τη πίστα διαγωνίζονται αυτόνομα ρομπότ και εξετάζεται η ικανότητα εντοπισμού θύματος με μηδενική ανθρώπινη παρέμβαση, πέραν της επικύρωσης του θύματος με τη συμφωνία του κριτή.
Κιτρινόμαυρη πίστα: Η πίστα είναι για αυτόνομα ρομπότ και είναι γνωστή ως radio drop zone. Στη πίστα αυτή, τα ρομποτ κινούνται αυτόνομα, έχοντας χάσει κάθε επικοινωνία με το σταθμό του χειριστή και πρέπει να συλλέξουν χάρτη και πληροφορίες της πίστας, πριν φτάσουν στο τέλος αυτής.
Πορτοκαλί πίστα: Εδώ το ρομπότ περνάει σε τηλεχειριζόμενη λειτουργία. Η πρόκληση είναι μεγαλύτερη, καθώς η πίστα είναι κατασκευαστικά πιο δύσκολη, με πέτρες και χώματα, αλλά και θύματα που βρίσκονται σε δύσκολα προσβάσιμους χώρους.
Κόκκινη πίστα: Είναι η πιο δύσκολη τεχνητή πίστα και ο τελικός στόχος όλων σχεδόν των ομάδων. Τα ρομπότ κινούνται αυτόνομα, υπάρχουν θύματα στα πιο απίθανα μέρη, τα ρομποτ πρέπει να υπερπηδήσουν εμπόδια όπως σκάλες, χαλάσματα, τούβλα, επίπεδα που γλιστράνε, σωλήνες και να εντοπίσουν θύματα μέσα σε ένα αυτοκίνητο τοποθετημένο στη μέση της πίστας.
Μπλε πίστα: Πίστα αποκλειστικά και μόνο για την αξιολόγηση των ικανοτήτων χειρισμού του βραχίονα του ρομπότ. Το όχημα συνήθως δε κινείται ή κινείται ελάχιστα και με τηλεκατεύθυνση. Φέτος η πίστα αυτή περιλάμβανε το άνοιγμα μιας πόρτας, το κλείσιμο βανών, τη τοποθέτηση κυλινδρικών αντικειμένων μέσα σε οπές κτλ. Παλιότερα υπήρχε και η δυνατότητα να κουβαλάει το ρομποτ κάποιο μπουκαλάκι νερό ή έναν ασύρματο και να το δώσει στο θύμα.
Λευκή πίστα: Η πίστα αυτή είναι σε δοκιμαστικό στάδιο και αφορά στα ιπτάμενα ρομπότ. Φέτος είχαμε τις πρώτες συμμετοχές, οι οποίες μας προσέφεραν αρκετές στιγμές γέλιου καθώς είχαν μια τάση να πέφτουν . Άλλωστε οι ομάδες που συμμετείχαν, δεν έδιναν και πολύ μεγάλη βαρύτητα σε αυτή τη πίστα.

Οι ομάδες μπορούν ουσιαστικά να συμμετάσχουν σε όποια πίστα θέλουν, με τους αντίστοιχους περιορισμούς. Κάθε ομάδα έχει συγκεκριμένο αριθμό συμμετοχών, ενώ η τελική βαθμολογία προκύπτει από τα θύματα που βρήκε και τις πληροφορίες που έχει συλλέξει το όχημα. Οι πόντοι αποδίδονται από τους κριτές με καθορισμένο τρόπο για εντοπισμό δέρματος, προσώπου, κίνησης, ήχου, θερμότητας και CO2 από ένα παγιδευμένο θύμα, QrCodes, hazmat signs (πχ Flamable liquid, Radioactive material κτλ), Epsilon και Landolt C πινακίδες για εξέταση ματιών, αναγνώριση τρύπας κτλ. Οι μέγιστοι πόντοι αποδίδονται με την εύρεση θύματος και σε περίπτωση ισοβαθμίας ομάδων, εξετάζονται και οι υπόλοιποι πόντοι. Η ομάδα PANDORA ανέκαθεν στόχευε τη συμμετοχή στην κίτρινη και κιτρινόμαυρη πίστα, ίσως και στην μπλε και πορτοκαλί.

Αριστερά: Η "μπουμπού" μας είχε τη μανία να σκαρφαλώνει τα Mountains of Shadow για να πάει στη Mordor-Κόκκινη πίστα μέσω του ανοίγματος της κίτρινης προς τη κόκκινη πίστα. Δεξιά: Μια αμερικάνικη ομάδα αρκέστηκε στον εντοπισμό ενός θύματος, με το τηλεκατευθυνόμενο όχημά τους που κατασκευάσανε με τη μέθοδο 3D printing.

Φέτος όμως μας περίμεναν ριζικές αλλαγές στο διαγωνισμό. Η κίτρινη πίστα ήταν σαφέστατα μικρότερη, η πορτοκαλί ενώθηκε με την κίτρινη, χωρίς να υπάρχει διάκριση μεταξύ των δύο ή μείωση της δυσκολίας της πορτοκαλί, η οποία προορίζεται για τηλεκατευθυνόμενα οχήματα. Η κίτρινη πίστα περιείχε μόλις 2 θύματα, ενώ η επικύρωση του θύματος έπρεπε να γίνει από δύο ενδείξεις (κίνηση, δέρμα, πρόσωπο, θερμοκρασία, hazmat signs) με την απουσία CO2 και τη προϋπόθεση ότι ο εντοπισμός θερμότητας δεν μετράει σαν ένδειξη. Επιπλεόν, στην αρχή της κίτρινης υπήρχε ένα άνοιγμα προς τη κόκκινη πίστα, γεγονός που έθετε τα αυτόνομα οχήματα σε κίνδυνο, καθώς η κόκκινη πίστα ήταν για τηλεκατευθυνόμενα οχήματα με υψηλές απαιτήσεις. Τα οχήματα που ήθελαν να συμμετάσχουν στις τηλεκατευθυνόμενες πίστες έπρεπε να περάσουν από τη κίτρινη αρχικά, ακόμα και με τηλεκατεύθυνση. Κάθε φορά που περνούσε ένα τέτοιο όχημα, η πίστα καταστρεφόταν. Τέλος, αφαιρέθηκαν τα hazmat signs στο από τη πίστα (υπήρχαν μόνο στο χώρο των θυμάτων) και στη θέση τους τοποθετήθηκαν Qr Codes.

Στο σημείο αυτό απογοητευτήκαμε πλήρως, ήμασταν σίγουροι ότι θα βγούμε τελευταίοι και λίγο ήθελε ώστε να τα παρατήσουμε όλα και να πάμε για μπύρες (εν τέλει πήγαμε για μπύρες, μπύρες νίκης! ) Οι πόντοι που μπορούσαμε να σκοράρουμε ήταν λίγοι, το όχημα ήταν ξεπερασμένο (είχε σχεδιαστεί και κατασκευαστεί πριν 4 χρόνια), οι ανταγωνιστές καλά εξοπλισμένοι (μια ομάδα από τη Κορέα έφερε 6 ολόιδια οχήματα τυλιγμένα σε πλαστικό!) και η πίστα ευνοούσε τις ομάδες με τηλεκατευθυνόμενα οχήματα.

Στο διαγωνισμό 2/2

Ο πάγκος εργασίας των ομάδων υλικού (αριστερά) και των ομάδων λογισμικού (δεξιά). Κανένας δε θέλει να μπλέκεται στα πόδια του άλλου.

Από τις 20 ομάδες που συμμετείχαν στο διαγωνισμό, μόνο 4 πέρασαν στο τελικό, έχοντας εντοπίσει με επιτυχία ένα τουλάχιστον θύμα. Θυμίζουμε, ότι η κίτρινη πίστα είχε 2 θύματα. Καθώς όμως ήταν ουσιαστικά χωρισμένη σε 2 κομμάτια -ώστε να επιτρέπεται σε 2 ομάδες να διαγωνιστούν ταυτόχρονα- κάθε κομμάτι είχε από ένα θύμα. Συνολικά κάθε ομάδα είχε στη διάθεσή της 4 runs, 2 στο ένα κομμάτι, 2 στο άλλο. Έτσι λοιπόν, η PANDORA έφτασε στον τελικό έχοντας βρει 3/4 θύματα στα 4 runs της. Ήταν μια ιδιαίτερα ευχάριστη στιγμή!

Αριστερά: Κάθε ομάδα όφειλε να είναι έτοιμη πριν τελειώσει η προηγούμενη, καθώς είχε στη διάθεσή της 5' χρόνο προετοιμασίας. Δεξιά: Η τελική κατάταξη με τις 20 ομάδες που συμμετείχαν.

Ο τελικός ήταν ιδιαίτερα απλός. Όλες οι πίστες ήταν ανοικτές για τα τηλεκατευθυνόμενα οχήματα. Αυτό σημαίνει ότι μπορούσε κανείς να ξεκινήσει από τη κίτρινη, να περάσει στη πορτοκαλί, στη κόκκινη κοκ. Στόχος ήταν η όσο δυνατόν καλύτερη χαρτογράφηση του χώρου εντός 30', με έξτρα πόντους να αποδίδονται με τον εντοπισμό, ανάλυση και σημείωση κωδίκων QrCode. Αυτή η διαμόρφωση του τελικού ανέτρεψε τελείως την εικόνα του διαγωνισμού, καθώς η χαρτογράφηση και η αναγνώριση των QrCodes ήταν τα δυνατά μας σημεία. Δούλευαν άψογα και ο κώδικας ήταν καινούργιος και πλήρως ενσωματωμένος στο λειτουργικό σύστημα του ρομπότ, ονόματι ROS. Αν το όχημα είχε και μεγαλύτερες δυνατότητες κίνησης στο χώρο, τότε αυτή τη στιγμή θα είχαμε λάβει τη 1η θέση στη κατηγορία αυτόνομου οχήματος.

Αριστερά: Το όχημα της ομάδας Hector ήταν ιδιαίτερα απλό, ελαφρύ και ευκίνητο και μας έδωσε ιδέες για τον επόμενο διαγωνισμό. Δεξιά: Κάθε ομάδα είχε το δικό της σταθμό, το οποίο έπρεπε να τοποθετήσει σε συγκεκριμένο, απομονωμένο χώρο, κατά τη διάρκεια του run. Κάποιοι είχαν απλά ένα λαπτοπ και ένα χειριστήριο, άλλοι ολόκληρες κατασκευές!

Παρόλ'αυτά καταφέραμε να λάβουμε τη 2η θέση στη κατηγορία αυτόνομου οχήματος στο παγκόσμιο διαγωνισμό RoboCup, με νικητή της κατηγορίας τη γερμανική ομάδα Hector από το Darmstadt. Οι άλλες 2 ομάδες από την τελική τετράδα (MRL και YRA) είχαν προβλήματα με τα αυτόνομα οχήματά τους, γιαυτό και δε μπόρεσαν να μαζέψουν πολλούς πόντους. Μια εξ'αυτών μάλιστα βρέθηκε να παραποιεί τα αποτελέσματα, εισάγοντας χειροκίνητα τα QrCodes στο όχημά τους, οπότε και μηδενίστηκε από τους κριτές.

Τα θύματα ήταν κούκλες με κίνηση, θερμότητα και hazmat signs. Βρίσκονταν μέσα σε τελάρα, ώστε η πρόσβαση να είναι περιορισμένη.

Έχοντας τελειώσει με το διαγωνισμό, ξεκινήσαμε τις βόλτες στους υπόλοιπους διαγωνισμούς. Είδαμε ρομπότ υπηρέτες, να ποτίζουν φυτά και να προσφέρουν αναψυκτικά, automatons να παίζουν μουσική, μιλήσαμε με τις εταιρίες-χορηγούς του διαγωνισμού (κυρίως την Mathworks, την εταιρία που προσφέρει το εργαλείο Matlab) και απολαύσαμε ποδοσφαιρικούς αγώνες ρομποτικών οχημάτων.

Ξεχωριστές παρουσίες και άλλες φωτογραφίες

Από το διαγωνισμό δεν θα μπορούσε να λείπει ο Asimo, το γνωστό ανδροειδές ρομπότ της Honda. Το δημιούργημα αυτό είναι ζωντανή απόδειξη ότι τα ρομπότ μπορούν να συμπεριφέρονται σαν άνθρωποι και να κινούνται στο αντίστοιχο περιβάλλον! Η κίνησή του ήταν τόσο φυσική, που πίστευες ότι πρόκειται για άνθρωπο που φοράει μια πολύ περίεργη στολή.

Το διαγωνισμό τίμησε με τη παρουσία της η βασιλική σύζυγος Máxima του προσφάτως εστεμμένου Βασιλιά της Ολλανδίας Willem-Alexander. Με την είσοδό της στο χώρο, ένα ρομπότ-υπηρέτης την υποδέχτηκε θερμά, προσφέροντας ένα μπουκέτο λουλούδια. Στη συνέχεια ακολούθησε μια περιήγηση στο χώρο του διαγωνισμού, καταλήγοντας στο χώρο του RoboSoccer για να παρακολουθήσει έναν αγώνα ποδοσφαίρου. Σύμφωνα με οδηγίες της διοργανώτριας επιτροπής, στη περίπτωση που η βασιλική σύζυγος ενδιαφερόταν για ένα από τα οχήματα του διαγωνισμού, έπρεπε να της δώσουμε άμεση και πλήρη πρόσβαση στο χειρισμό του. Αν εντόπιζε και θύμα, τότε αυτομάτως η ομάδα κέρδιζε το διαγωνισμό. Δυστυχώς δεν ενδιαφέρθηκε για κανένα όχημα .

Αριστερά: Η βασιλική σύζυγος ενώ την υποδέχεται ένα ρομπότ υπηρέτης. Δεξιά: Το ίδιο ρομπότ εντυπωσίασε με τις ικανότητες του στο διαγωνισμό Robocup@Home

Μερικά ακόμα οχήματα άλλων ομάδων του διαγωνισμού. Μερικά ήταν ιδιαίτερα απλά σαν κατασκευές.

Αριστερά: Η πίστα ήταν ενιαία, χωρίς φυσική διάκριση των διαφορετικών τμημάτων της. Όλα τα ρομπότ, ακόμα και τα ιπτάμενα, διαγωνίζονταν σε αυτή. Δεξιά: Να τι παθαίνει κανείς όταν παρκάρει όπου βρει!

Ευχαριστίες και επικοινωνία

Ήταν μια ιδιαίτερη εμπειρία για όλη την ομάδα, αλλά ακόμα περισσότερο για εμένα τον ίδιο, αφού αποτέλεσμα το κύκνειο άσμα μου προς την ομάδα PANDORA του ΑΠΘ. Μας δόθηκε μια ευκαιρία να συναντήσουμε αξιόλογα άτομα από διάφορα πανεπιστήμια, εργαστήρια και ερευνητικά κέντρα, προπτυχιακούς, μεταπτυχιακούς και διδακτορικούς φοιτητές. Παρατηρήσαμε πως αντιδρούν διάφορες τεχνολογίες ρομποτ σε δεδομένες καταστάσεις και πήραμε ιδέες για τη βελτίωση της δικής μας σχεδίασης. Το γεγονός ότι κατακτήσαμε τη 2η θέση στη κατηγορία αυτόνομου ρομποτικού οχήματος, δεν οφείλεται τόσο πολύ στο παράγοντα τύχης όσο στην σκληρή εργασία και το πείσμα όλης της ομάδας, από τη χρονιά ίδρυσής της μέχρι σήμερα.

Φυσικά όλα αυτά δεν θα γίνονταν πραγματικότητα αν δεν είχαμε την υποστήριξη των χορηγών μας, που -αν και λίγοι- μας χρηματοδότησαν όσο χρειαζόταν, ώστε να έχουμε μια αξιόλογη παρουσία στο διαγωνισμό. Οι χορηγοί στη προσπάθειά μας ήταν οι ακόλουθοι:

Επόμενο βήμα, η αξιολόγηση και ανασύσταση της ομάδας με νέα μέλη. Ανανεώνουμε το ραντεβού μας για τον επόμενο διαγωνισμό Robocup 2014 στη πόλη João Pessoa της Βραζιλίας, με στόχο τη πρωτιά!

Σε περίπτωση που θέλετε να επικοινωνήσετε με την ομάδα για οποιονδήποτε λόγο, μπορείτε να το κάνετε μέσω της σελίδας μας στο facebook, μέχρι να ετοιμαστεί η επίσημη σελίδα της ομάδας.

Από τη PANDORA για το TheLab.gr

Μιλτιάδης-Αλέξιος Παπαδόπουλος

neuromancer · Αύγουστος 2, 2013

Συγχαρητήρια στην ομάδα από το ΑΠΘ. Και εις ανώτερα!

ΥΓ: Καλές οι υδροψύξεις, τα φουρφούρια και οι ψήκτρες, αλλά νομίζω που και που κανένα τέτοιο άρθρο χρειάζεται στο lab. Ξέρω όμως ότι είναι δύσκολο οπότε το λέω περισσότερο σαν ευχή!

gocu · Αύγουστος 2, 2013

Παιδιά συγχαρητήρια για το ωραίο άρθρο και φυσικά ένα μεγάλο ΕΎΓΕ στην ομάδα του ΑΠΘ.

Παρόλα αυτά, η ομάδα του ΑΠΘ δεν είναι η μοναδική ελληνική ομάδα που συμμετέχει στο Robocup και έχει διακρίσεις.

Πιστεύω ότι τουλάχιστον θα έπρεπε να αναφερθεί και η πολύ αξιόλογη προσπάθεια του Πολυτεχνείου Κρήτης, που έχει την ομάδα Κουρήτες .

Δεν πιστεύω να αρχίσει ενδο-πανεπιστημιακό flame-war, εξάλλου κάτι τέτοιο είναι ενάντια στην ιδεολογία των παιδιών που ασχολούνται με τις επιστήμες.

AgentCain · Αύγουστος 2, 2013

Παιδιά συγχαρητήρια για το ωραίο άρθρο και φυσικά ένα μεγάλο ΕΎΓΕ στην ομάδα του ΑΠΘ.
Παρόλα αυτά, η ομάδα του ΑΠΘ δεν είναι η μοναδική ελληνική ομάδα που συμμετέχει στο Robocup και έχει διακρίσεις.

Πιστεύω ότι τουλάχιστον θα έπρεπε να αναφερθεί και η πολύ αξιόλογη προσπάθεια του Πολυτεχνείου Κρήτης, που έχει την ομάδα Κουρήτες .

Δεν πιστεύω να αρχίσει ενδο-πανεπιστημιακό flame-war, εξάλλου κάτι τέτοιο είναι ενάντια στην ιδεολογία των παιδιών που ασχολούνται με τις επιστήμες.

Εχεις δίκιο, απλά δεν είχα καμιά πληροφορία για τα παιδιά, τις επιδόσεις και το αγώνισμά τους, οπότε δεν ήθελα να γράψω στο "περίπου". Μόνο ένα γεια είπαμε, καθώς και οι 2 ομάδες ήταν προσηλωμένες στο στόχο τους καθ'όλη τη διάρκεια του διαγωνισμού. Με το ζόρι κάναμε μια βόλτα στο χώρο, συνήθως όταν κάναμε διάλειμμα για φαγητό. Φυσικά δεν ήμασταν η μόνη ελληνική αποστολή.

Δε τίθεται θέμα ενδοπανεπιστημιακού flame-war, απλά εγώ αυτά ξέρω, αυτά γράφω . Αν υπάρχει κανένα μέλος από τους Κουρήτες να συμπληρώσει, ευχαρίστως να το προσθέσω στο άρθρο.

neuromancer · Αύγουστος 2, 2013

Σε τέτοιες περιπτώσεις και εξαιτίας του ειδικού αντικειμένου, το καλύτερο νομίζω είναι να γίνει μια κρούση στην άλλη ομάδα να στείλει ένα άρθρο και 5 εικόνες ώστε να γίνει σωστά η δουλειά.

AgentCain · Αύγουστος 2, 2013

Σε τέτοιες περιπτώσεις και εξαιτίας του ειδικού αντικειμένου, το καλύτερο νομίζω είναι να γίνει μια κρούση στην άλλη ομάδα να στείλει ένα άρθρο και 5 εικόνες ώστε να γίνει σωστά η δουλειά.

Will do, αναμείνατε ενημέρωση. Ελπίζω μόνο να μη πήγανε διακοπές

neuromancer · Αύγουστος 2, 2013

Will do, αναμείνατε ενημέρωση. Ελπίζω μόνο να μη πήγανε διακοπές

Οι διδάκτορες βρε ειναι stand by 7/24! Και διακοπές να πήγαν θα τους βρεις. :meeting:

gocu · Αύγουστος 2, 2013

Θα προσπαθήσω να επικοινωνήσω με Χανιά από εβδομάδα για να το θέσω, δεν μπορώ όμως να προιδεάσω κάποιο αποτέλεσμα.

Seafalco · Αύγουστος 3, 2013

Ένα ξέρω να πω:

Ανάσα δροσιάς!!!

Αυτό ήταν το άρθρο σου και μεγάλη "ένεση" κουράγιου όσα περιγράφεις!

Μπράβο σε όλη την ομάδα και πάντα τέτοια!!!!

AgentCain · Αύγουστος 3, 2013

Θα προσπαθήσω να επικοινωνήσω με Χανιά από εβδομάδα για να το θέσω, δεν μπορώ όμως να προιδεάσω κάποιο αποτέλεσμα.

Τους έστειλα ήδη email, φαίνεται πήγαν διακοπες

The One · Αύγουστος 5, 2013

Συγχαρητηρια για τη δευτερη θεση. Αντε και του χρονου με την πρωτια

menkind · Μάρτιος 2, 2015

ένα μεγάλο μπράβο για το Review.αν και αρκετά καθυστερημένα διότι είμαι νέο μέλος στο φορουμ συγχαρητήρια στα παιδιά

Sign In

Robocup 2013: Operation Eindhoven

Recommended Posts

Link to comment

Share on other sites

Link to comment

Share on other sites

Link to comment

Share on other sites

Link to comment

Share on other sites

Link to comment

Share on other sites

Link to comment

Share on other sites

Link to comment

Share on other sites

Link to comment

Share on other sites

Link to comment

Share on other sites

Link to comment

Share on other sites

Link to comment

Share on other sites

Link to comment

Share on other sites

Create an account or sign in to comment

Create an account

Sign in

Similar Content

Important Information