Hoe Russische jongens winnen in robotica-competities

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Het is niet het eerste jaar dat jonge Russische robotica prijzen wint op internationale wedstrijden. We spraken met drie winnaars van de RoboCup-competitie.

De pandemie heeft de introductie van robots in alle levenssferen versneld - het lijkt erop dat mensen over de hele wereld nadenken over drones die koeriers zullen vervangen, industriële robots die aan het werk gaan en niet ziek worden, en medische robots die zorg kunnen dragen van mensen met COVID-19.

Rusland loopt niet ver achter: volgens het rapport van de International Federation of Robotics stond het land op de tweede plaats op de wereldranglijst van fabrikanten van servicerobots. Het is niet het eerste jaar dat teams uit Rusland prijzen winnen op de World Robot Olympiade en bij de RoboCup-wedstrijden.

1. Oleg Marchenko, 21 jaar oud

Eerste plaats op de World Robot Olympiad 2017, hoofdcategorie senioren, Novosibirsk, team Binom (League of Robots)

Oleg Marchenko - Persfoto

In 2014 maakte ik kennis met de League of Robots, begon ik deel te nemen aan competities en Olympiades in robotica. De selectie in Rusland is multi-stage: eerst de lokale (stads) stage, dan de regionale, dan de All-Russian Olympiade, dan hebben we de federale trainingskampen en het wereldniveau - de World Robot Olympiad.

In 2014 werden we bij de selectie in Rusland het elfde team en haalden we de top tien niet om verder mee te doen aan de competitie. In 2015 kwamen we al in het nationale team, gingen we naar de Olympische Wereldspelen, dit was een serieuze reden om niet op te geven waar we mee bezig waren. De eerste keer dat we niet eens in het midden van de beoordeling zaten, eindigden we aan het einde. En ze begonnen zich voor te bereiden op de volgende wereldolympiade in 2016.

Daar zouden volledig autonome robots moeten presteren. Het team ontwerpt ze van tevoren, programmeert ze en laat ze autonoom op het veld los, waarbij de robot zelf beweegt, zich oriënteert met behulp van sensoren en objecten manipuleert. We kunnen de robot niet benaderen en op de een of andere manier zijn beweging beïnvloeden.

Dat wil zeggen, alles wat je kon doen, deed je eerder. En zo staan we in 2016 in de finale van de Wereldolympiade. Het optreden van onze robot begint, rond een enorme menigte mensen, honderden camera's. De robot start, komt in beweging, alles gaat goed en op een gegeven moment rijdt hij gewoon van de lijn.

Dit is op de training nog nooit gebeurd, we hadden het niet verwacht. De hele kamer hapte naar adem. We gingen naar huis, en natuurlijk waren we erg bezorgd, op een gegeven moment besloten we met alles te stoppen, maar toen gingen we zitten en analyseerden de hele situatie. We hadden niet voorzien dat robotica verschilt van programmeren doordat de buitenwereld de situatie drastisch beïnvloedt.

Onze taak als ontwikkelaars en ontwerpers was om de robot klaar te maken voor externe omgevingsinvloeden: in 2017 hebben we hier het hele jaar aan gewerkt. We schoten met flits, schopten de robot tijdens de poging, we wilden er zeker van zijn dat geen externe kracht ons resultaat zou beïnvloeden.

In 2017 kwamen de sterren samen op de wereldolympiade, we waren zo klaar mogelijk, de taak was niet gemakkelijk, maar we begrepen dat onze concurrenten dat prestatieniveau niet konden bereiken, zelfs niet op de wereldolympiade. En in 2017 werden we wereldkampioen.

Daarna namen we een pauze, gingen naar de universiteit, maar in 2018 besloten we het succes te herhalen en gingen we naar de Wereld Olympiade in Thailand. Alles bleek niet zo succesvol, we kwamen in de top 16 teams van de seniorencategorie, werden niet de leiders, de competitie was daar al een fractie van een seconde aan de gang en onze robot liep een paar seconden achter. We kregen echter de nominatie voor de beste oplossing in de categorie, wat erg mooi is.

2. Vasily Dunaev, 18 jaar oud

Eerste plaats op de World Robot Olympiad 2018, categorie Open, Senior High St. Petersburg, een team van de St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics (ITMO) en het Presidential Physics and Mathematics Lyceum No. 239

Vasily Dunaev (tweede van links) - Persfoto

Er zijn verschillende categorieën in de World Roboto Olympiade (WRO). Een onderdeel is bijvoorbeeld wanneer je een duidelijke taak hebt en je strijdt om wie het sneller en beter zal doen. Maar er is ook een creatieve categorie. Het heeft het volgende formaat - u krijgt een tentoonstellingscel van 2 bij 2 meter en 5 minuten tijd om uw project te presenteren.

Als je een duidelijke, specifieke taak hebt, kun je verzamelen, in één richting denken en verschijnen er veel originele, niet-standaard oplossingen. En in de creatieve categorie is er nog steeds een competitieve geest, maar je mag creatief denken, doen wat in je opkomt.

Het was niet de eerste keer dat ik de eerste plaats won in de creatieve categorie bij het BPO, we deden al mee in 2014. De Olympische Spelen werden gehouden in Sochi en ik werd tweede in de categorie junioren. En pas in 2018 behaalden we de eerste plaats in Thailand bij de BPO van de seniorencategorie.

Daarna pakten we de eerste plaats en presenteerden we een robot die autonoom aardbeien uit een tuin plukte. Het klinkt eenvoudig, maar in feite hadden we een camera, de robot vond de bessen met behulp van een neuraal netwerk, bepaalde hun staat, laadde het allemaal in de database, de gebruiker bestelde deze bes voor zichzelf via de applicatie, de robot reed en plukte de bessen met behulp van een zachte siliconen pneumatische grip, naar de drone gereden, de drone vertrok.

Het lijkt eenvoudig, maar in feite is het resultaat van veel werk, veel technologieën bij elkaar gebracht. Het moest niet alleen op hetzelfde moment werken, het moest ook volledig verschillende technologieën synchroniseren.

Daarna hebben we een project gemaakt voor RoboCup in Stage - dit is een mensachtig robotmeisje dat fluit speelde. De robot, ook bekend als het meisje Elsa, speelt echt de fluit, blaast en houdt de gaten op de fluit vast met haar vingers. Ze kan ook de akkoorden horen die door de gitarist worden gespeeld, ze herkennen en haar eigen melodie in deze toonsoort componeren, en deze dan samen met de persoon uitvoeren. Dat is ook technologisch gezien een heel sterk project.

Dergelijke projecten ontwikkelen verbeeldingskracht, dit helpt ons om serieus vooruitgang te boeken op verschillende gebieden van robotica. Zachte robotica [die flexibele, gemakkelijk vervormbare materialen gebruikt waarmee robots zich aan verschillende taken kunnen aanpassen - van het modelleren van waterwezens tot het uitvoeren van operaties] is bijvoorbeeld een zeer interessant en veelbelovend gebied op dit moment.

3. Rodion Anisimov, 21 jaar oud

Tweede plaats voor, student van de Technische Staatsuniversiteit van Moskou. Bauman

Rodion Anisimov - Persfoto

Ik studeer aan de CM-7 afdeling mechatronica-robotica, ik ben de aanvoerder van het Bauman Robotics Club-team. We hebben met het team deelgenomen aan de RoboCup-wedstrijden. Er zijn 2 categorieën: studenten doen mee aan de senioren en er zijn 3 divisies in. Eerst en vooral, waar RoboCup begon, is voetbal van humanoïde robots, de tweede is waar een robot problemen moet oplossen in een echte woonkamer, vorig jaar was er bijvoorbeeld een taak in een supermarkt om een mand met boodschappen te verzamelen.

En het derde onderdeel van de wedstrijd, waar we aan meedoen, is waar een opslagruimte wordt gesimuleerd, waarbij een servicerobot enkele objecten op de juiste manier op de tafels moet plaatsen. Alle objecten liggen aanvankelijk op een willekeurige manier en er wordt een taak naar de robot gestuurd, die aangeeft van welke tafel naar welke tafel het object moet worden verplaatst, terwijl de objecten zelf moeren, schroeven zijn, dat wil zeggen iets dat met mechanica te maken heeft. Er zijn ook neventaken - een robot moet bijvoorbeeld een geschikt onderdeel in een gat gooien.

We nemen voor het tweede jaar deel aan deze competities, respectievelijk twee jaar op rij hebben we de tweede plaats behaald, waarbij we alleen toegaven aan het team uit Singapore. Ik vind het leuk dat dit evenement meer gericht is op de ontwikkeling van robotica als wetenschappelijk veld. Taken worden kennisintensief gegeven, professioneel, veel verschillende gebieden worden gebruikt bij de uitvoering.

Bij de opdrachten wordt gebruik gemaakt van een volwaardig navigatieprogramma, waarbij met behulp van een laserafstandsmeter een kaart van de ruimte wordt gemaakt en de robot op deze kaart moet navigeren. Er wordt gebruik gemaakt van een stereovisiecamera, met behulp waarvan objecten worden gedetecteerd, en dit alles gebeurt met behulp van neurale netwerken.

Tijdens de wedstrijddagen wisselen de deelnemende teams ervaringen uit, praten ze over technische oplossingen en wordt alle code die in robots wordt gebruikt openbaar gemaakt. Dit wordt specifiek gedaan voor de ontwikkeling van de industrie. Hierbij wordt gebruik gemaakt van verschillende kennis: kansrekening, lineaire algebra, wiskundige analyse - alles bij elkaar.

Naast RoboCup ben ik ook betrokken bij andere projecten. Zo gingen we vorig jaar naar China voor een conferentie met een project over de toepassing van Internet of Things in servicerobotica. Daar hebben we voor een service-humanoïde robot een compleet besturingssysteem en een interface gemaakt zodat een persoon met deze robot kon communiceren.