Ako Rusi vyhrávajú v robotických súťažiach

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Nie je to prvý rok, čo mladá ruská robotika získava ceny na medzinárodných súťažiach. Rozprávali sme sa s tromi výhercami súťaže RoboCup.

Pandémia urýchlila zavádzanie robotov do všetkých sfér života – zdá sa, že ľudia na celom svete uvažujú o dronoch, ktoré nahradia kuriérov, priemyselných robotoch, ktoré budú chodiť do práce a neochorejú, a lekárskych robotoch, ktoré sa dokážu postarať ľudí s COVID-19.

Rusko nezaostáva: podľa správy Medzinárodnej federácie robotiky sa krajina umiestnila na druhom mieste vo svetovom rebríčku výrobcov servisných robotov. Nie je to prvý rok, čo tímy z Ruska získali ceny na Svetovej robotickej olympiáde a na súťažiach RoboCup.

1. Oleg Marčenko, 21 rokov

Prvé miesto na Svetovej robotickej olympiáde 2017, hlavná seniorská kategória, Novosibirsk, tím Binom (Liga robotov)

Oleg Marčenko - Tlačová fotografia

V roku 2014 som sa zoznámil s Ligou robotov, začal som sa zúčastňovať súťaží a olympiád v robotike. Výber v Rusku je viacstupňový: najskôr miestna (mestská) scéna, potom regionálna, potom celoruská olympiáda, potom tu máme federálne sústredenia a svetovú úroveň – svetovú robotickú olympiádu.

V roku 2014 sme sa na výbere v Rusku stali jedenástym tímom a neprebojovali sa do prvej desiatky, aby sme pokračovali v súťaži. V roku 2015 sme sa už dostali do reprezentácie, išli na svetovú olympiádu, to bol vážny dôvod nevzdať to, čo sme robili. Prvýkrát sme neboli ani v strede hodnotenia, skončili sme na konci. A začali sa pripravovať na ďalšiu svetovú olympiádu v roku 2016.

Mali by tam vystupovať plne autonómne roboty. Tím ich vopred navrhne, naprogramuje a vypustí na ihrisko v autonómnom režime, kde sa robot sám pohybuje, orientuje sa pomocou senzorov, manipuluje s predmetmi. K robotovi sa nevieme priblížiť a nejako ovplyvniť jeho pohyb.

To znamená, že všetko, čo ste mohli urobiť, ste robili predtým. A tak sme v roku 2016 vo finále na svetovej olympiáde. Začína sa predstavenie nášho robota, okolo obrovského davu ľudí, stoviek kamier. Robot sa rozbehne, začne sa pohybovať, všetko ide dobre a v určitom momente jednoducho zíde z linky.

Toto sa na tréningu nikdy nestalo, nečakali sme to. Celá miestnosť zalapala po dychu. Išli sme domov a, samozrejme, boli sme veľmi znepokojení, v určitom okamihu sme sa rozhodli so všetkým skončiť, ale potom sme si sadli a analyzovali celú situáciu. Nepredvídali sme, že robotika sa líši od programovania tým, že vonkajší svet drasticky ovplyvňuje situáciu.

Našou úlohou ako vývojárov a dizajnérov bolo pripraviť robota na vonkajšie vplyvy prostredia: v roku 2017 sme na tom pracovali celý rok. Strieľali sme bleskom, kopali do robota pri pokuse, chceli sme mať istotu, že žiadna vonkajšia sila neovplyvní náš výsledok.

V roku 2017 sa hviezdy zišli na svetovej olympiáde, boli sme maximálne pripravení, úloha to nebola jednoduchá, ale pochopili sme, že takú výkonnosť naši súťažiaci nedokážu dosiahnuť ani na svetovej olympiáde. A v roku 2017 sme sa stali majstrami sveta.

Potom sme si dali pauzu, nastúpili na univerzitu, no v roku 2018 sme sa rozhodli úspech zopakovať a išli sme na svetovú olympiádu do Thajska. Všetko dopadlo nie až tak úspešne, dostali sme sa medzi 16 najlepších tímov seniorskej kategórie, nestali sa lídrami, tam už o zlomok sekundy prebiehala súťaž a náš robot zaostal o pár sekúnd. Boli sme však ocenení nomináciou za najlepšie riešenie v kategórii, čo je veľmi pekné.

2. Vasilij Dunaev, 18 rokov

Prvé miesto na World Robot Olympiad 2018, kategória Open, Senior High St. Petersburg, tím z Petrohradskej národnej výskumnej univerzity informačných technológií, mechaniky a optiky (ITMO) a prezidentského lýcea fyziky a matematiky č.239

Vasily Dunaev (druhý zľava) - Tlačová fotografia

Svetová robotická olympiáda (WRO) má viacero kategórií. Jedna časť je napríklad, keď máte jasnú úlohu a súťažíte v tom, kto ju zvládne rýchlejšie a lepšie. Existuje však aj kreatívna kategória. Má nasledujúci formát – máte k dispozícii výstavnú celu 2 x 2 metre a 5 minút času na prezentáciu vášho projektu.

Keď máte jasnú, konkrétnu úlohu, umožňuje vám to zhromaždiť sa, myslieť jedným smerom a objaví sa veľa originálnych, neštandardných riešení. A v kreatívnej kategórii je stále súťaživý duch, ale je dovolené myslieť kreatívne, robiť, čo vás napadne.

Nebolo to prvýkrát, čo som vyhral prvé miesto v kreatívnej kategórii na BPO, zúčastnili sme sa ho už v roku 2014. V Soči sa konala olympiáda a v kategórii juniorov som obsadil druhé miesto. A až v roku 2018 sme obsadili prvé miesto v Thajsku na BPO seniorskej kategórie.

Potom sme sa umiestnili na prvom mieste a predstavili sme robota, ktorý autonómne zbieral jahody zo záhrady. Znie to jednoducho, ale v skutočnosti sme mali kameru, robot pomocou neurónovej siete našiel bobule, určil ich stav, načítal to všetko do databázy, používateľ si túto bobuľu objednal cez aplikáciu, robot išiel a vybral bobule s pomocou mäkkej silikónovej pneumatickej rukoväte, zaviezol sa k dronu, dron vzlietol.

Zdá sa to jednoduché, ale v skutočnosti je výsledkom veľa práce, veľa technológií sa spojilo. Nielen, že to bolo potrebné urobiť, aby fungovalo súčasne, ale potrebovalo aj synchronizovať úplne odlišné technológie.

Potom sme v Stage vytvorili projekt pre RoboCup - ide o humanoidné robotické dievča, ktoré hralo na flaute. Robot, alias dievča Elsa, naozaj hrá na flaute, fúka a prstami sa pridržiava dier na flaute. Môže tiež počuť akordy, ktoré hrá gitarista, rozpoznať ich a v tejto tónine zložiť vlastnú melódiu a potom ju predviesť spolu s osobou. Aj z technologického hľadiska ide o veľmi silný projekt.

Takéto projekty rozvíjajú predstavivosť, čo nám pomáha vážne napredovať v rôznych oblastiach robotiky. Napríklad mäkká robotika [ktorá využíva flexibilné, ľahko deformovateľné materiály, ktoré umožňujú robotom prispôsobiť sa rôznym úlohám - od modelovania vodných živočíchov až po vykonávanie operácií] je v súčasnosti veľmi zaujímavá a sľubná oblasť.

3. Rodion Anisimov, 21 rokov

Druhé miesto pre študenta Moskovskej štátnej technickej univerzity. Bauman

Rodion Anisimov - Tlačová fotografia

Študujem na odbore CM-7 mechatronika-robotika, som kapitánom tímu Bauman Robotics Club. S tímom sme si zmerali sily na súťažiach RoboCup. Sú 2 kategórie: v seniorskej sa zúčastňujú žiaci a sú v nej 3 divízie. V prvom rade, kde začal RoboCup, je futbal humanoidných robotov, v druhom prípade musí robot riešiť problémy v skutočnej obývačke, napríklad minulý rok bola v supermarkete úloha vyzbierať košík s potravinami.

A v tretej časti súťaže, ktorej sa zúčastňujeme, je simulovaná skladovacia miestnosť, v ktorej musí obslužný robot správne umiestniť nejaké predmety na stoly. Všetky predmety spočiatku ležia náhodne a robotovi sa odošle úloha, ktorá naznačuje, z ktorého stola na ktorý stôl sa má predmet preniesť, pričom samotné predmety sú matice, skrutky, teda niečo, čo súvisí s mechanikou. Nechýbajú ani vedľajšie úlohy – napríklad robot musí hodiť vhodnú súčiastku do diery.

Do týchto súťaží sa zapájame už druhý rok, respektíve dva roky po sebe sme v nich obsadili druhé miesto a podľahli len tímu zo Singapuru. Páči sa mi, že toto podujatie je viac zamerané na rozvoj robotiky ako vedného odboru. Úlohy sú zadané vedomostne náročné, odborné, pri realizácii sa využíva veľa rôznych oblastí.

V úlohách sa využíva plnohodnotný navigačný program, kedy sa pomocou laserového diaľkomeru zostaví mapa miestnosti a robot sa musí po tejto mape orientovať. Používa sa stereovízna kamera, pomocou ktorej sa detegujú objekty, a to všetko pomocou neurónových sietí.

Počas súťažných dní si zúčastnené tímy vymieňajú skúsenosti, hovoria o technických riešeniach a všetok kód, ktorý sa v robotoch používa, je zverejnený. To sa robí špeciálne pre rozvoj priemyslu. Využívajú sa tu rôzne poznatky: teória pravdepodobnosti, lineárna algebra, matematická analýza – všetko spolu.

Okrem RoboCupu sa venujem aj iným projektom. Napríklad minulý rok sme išli do Číny na konferenciu s projektom o aplikácii internetu vecí v robotike služieb. Tam sme pre servisného humanoidného robota vyrobili kompletný riadiaci systém a rozhranie, aby človek mohol s týmto robotom interagovať.