Робофест-2012

IV Всероссийский робототехнический фестиваль


С 5 по 7 апреля в Москве проходил IV Всероссийский робототехнический фестиваль. Наш корреспондент не мог пропустить такое мероприятие, и с камерой наперевес отправился на фотоохоту за роботами. Все фотографии и видеоролики в статье можно посмотреть в увеличенном размере.

Список организаторов и партнеров фестиваля можно было увидеть на этом трехметровом стенде. По громкой трансляции имена организаторов периодически повторяли, а то вдруг кто забыл. Сам фестиваль проходил на арене «Аквариум», в третьем павильоне выставочного центра «Крокус Сити». Несмотря на близость к станции метро, количество зрителей было весьма небольшим. Просчет это организаторов или задумка — сказать сложно, но факт: участников фестиваля было гораздо больше, чем зрителей.

Собственно фестиваль можно было разделить на две основных зоны — творческую и спортивную. Также было несколько дополнительных зон — конкурс скоростной пайки наборов «Мастер Кит», детская робототехническая школа «Hello, Robot!», показательные соревнования «RUbotino 2012» при поддержки компании Festo.

Робофест-2012 фотография с официального сайта фестиваля

Для самых маленьких участников работал Легодром, возле него дети выложили из кирпичиков Lego российский флаг двухметровой высоты.

На интерактивной площадке National Instruments демонстрировали возможности мобильного робота. Представители компании рассказывали о методах программирования в графической среде LabView.

Фотоателье предлагало свои услуги всем желающим бесплатно, на территории работало кафе и кафе-мороженое.

Творческая зона

В творческой зоне каждый участник демонстрировал своего робота. Все роботы были сделаны на основе конструктора Lego Mindstorms NXT 2.0. Не претендуя на всеобъемлющий обзор представленного многообразия моделей, мы сделали несколько фотографий роботов, показавшихся нам интересными.

Общеизвестно, что наличие фотографии котика повышает рейтинг интернет-ресурса на 15%. Данное правило сработало и тут: этот милый робот «Робокошка Муська» принес победу коллективу СОШ №295, г. Санкт-Петербург, в номинации «Лучшее конструктивное исполнение».

А этот робот читает текст, написанный шрифтом Брайля. В будущем всё больше роботов будут помогать людям с ограниченными возможностями.

Робот-барабанщик, пока еще не научившийся выстукивать осмысленный ритм. Удар пластиковым молоточком в бубен совершенно не звучит. Почему они не использовали ксилофон?

А вот этот робот, как нетрудно догадаться, играет в шашки. На самом деле это весьма сложная система, распознающая положение фишек, и мостовой кран с манипулятором-захватом для их передвижения. Осталось неизвестным, как реализован сам алгоритм игры — на контроллере Lego или всё это управляется «большим братом».

Восьмиколесный робот «Бурильщик-бригадир» — тоже весьма сложная конструкция, использует два интеллектуальных блока управления Lego NXT.

Весьма оригинальной конструкцией отличается робот «Саблист», он передвигается на 6 ногах-саблях. В отличие от большинства других роботов, он собран не на наборе Lego Mindstorms.

Спортивная часть

Североамериканские соревнования роботов

Проходили в двух классах: First Tech Challenge (FTC) и First Lego League (FLL).

В First Tech Challenge школьники и студенты в возрасте от 14 до 18 лет представляют роботов, собранных из набора Lego Tetrix. Для составления управляющей программы можно было использовать языки программирования NXT 2.0, LabView и RobotC. Состязание состоит из двух этапов: тридцать секунд автономной работы и две минуты работы под управлением спортсмена.

В First Lego League участвуют школьники в возрасте от 9 до 14 лет, а роботов они собирают из набора Lego Mindstorms. Языки программирования, соответственно, Lego Mindstorms, RoboLab и NXT-G. Роботы в данной дисциплине полностью автономны, вмешательство оператора в их работу запрещено.

WRO (Всемирная олимпиада роботов)

По правилам, участвуют школьники от 8 до 18 лет. Роботы создаются из набора Lego Mindstorms. Языки программирования: NXT-G, RoboLab, RobotC, LabView. Дисциплины — основная категория, творческая категория и футбол.

ABU Robocon

Это соревнования по робототехнике Азиатско-Тихоокеанского региона.

Команда студентов вузов представляет трех роботов: робота с ручным управлением, автоматического робота и робота-коллектора. Требования к роботам в этом классе очень либеральны: вес до 50 кг (без источника питания), размеры от 1×1×1,5 метра, элементы питания до 24 В. Язык программирования — любой. Эти большие роботы требуют и самое большое игровое поле, площадку 13×13 метров.

Участник состязаний программирует своего робота перед выступлением.

Classic

Соревнования мобильных мини-роботов по регламентам Открытого робототехнического турнира проводятся в четырех номинациях. Возрастной предел ограничен 30 годами, размеры и вес робота ограничены правилами соответствующих дисциплин, язык программирования может быть использован любой.

В номинации «Линия» могут принимать участие автономные роботы с максимальными габаритами 40×40×40 сантиметров и весом до 10 кг. Робот должен максимально быстро пройти трассу по черной линии шириной в 5 см. Несмотря на простоту условий, борьба разгорелась не на шутку. На удивление много было юных участниц этого состязания.

Большинство роботов было выполнено по типичной схеме — два ведущих моторных колеса и вынесенные максимально вперед датчики.

Вот, к примеру, робот, построенный на базе набора Lego. Два датчика позволяют ему буквально «нащупывать» дорогу.

А этот робот имеет полностью авторскую конструкцию и несет перед собой целую линейку датчиков. Движение этого робота значительно более уверенное.

В номинации «Дорога-2» роботу необходимо пройти маршрут, не сталкиваясь с другими участниками дорожного движения — роботами-помехами. Роботы-помехи движутся по своим участкам дороги — прямолинейным отрезкам трассы.

Сама трасса тут более сложная, повороты показаны черными кругами, роботы-помехи выделены цветовыми полосами. Масса робота-участника в этом упражнении ограничена 5 кг.

Как видно, идущий более уверенно робот из набора Lego задел препятствие и был дисквалифицирован. А вот второй робот, видом и повадками напоминающий жука, успешно преодолевает трассу.

Выполняя упражнение «Кегельринг-Макро», робот должен вытолкнуть из круга кегли белого цвета, не трогая кегли черного цвета. Размер роботов в длину и ширину ограничен 20 см, а вот вес и рост не нормирован.

Как хорошо видно на видео, робот второго участника имеет проблемы с обнаружением белых кеглей на белом фоне игрового поля. Задача требует применения оптического и ультразвукового сенсора.

«Мини-сумо» — соревнование небольших, до 10×10 см роботов, каждый из которых должен вытолкнуть соперника за пределы ринга за 90 секунд. К нашему сожалению, сфотографировать это захватывающее зрелище у нас не получилось — по причине большого числа болельщиков, стоящих вплотную у ринга диаметром менее 80 см.

Мобильные системы, класс Профи

В этой номинации соревнуются роботы, изготовленные на базе комплектующих из базового робототехнического комплекта «Профи». Это довольно-таки большие роботы, весом под 40 кг. Они полностью автономны.

Каждый робот должен выполнить два упражнения. Первое упражнение называется «Дефиле», робот должен максимально быстро пройти П-образный маршрут, не выходя за пределы дорожки. Дорожка размечена черными линиями. Второе упражнение называется «Навигация», робот должен пройти навигационные точки на поле. Точки обозначены желтыми шарами.

Как видим, очень шустрый шестиколесный робот провалил задание, задев конус. Медленный и очень аккуратный робот также не имел никаких шансов. Истина, как всегда, где-то посередине, и победу своей команде привез робот Т-800 с черным флагом. Давайте более подробно рассмотрим роботов класса «Профи».

Симпатичный робот DSTU Robotics построен по классической схеме — два ведущих колеса и задний ролик-подпорка. Видны вынесенные за пределы колес датчики. К сожалению, небольшой аккумулятор и маломощные двигатели не позволяют ему развить большую скорость.

Это уже совсем другая конструкция: шесть ведущих колес, шесть двигателей, большой свинцовый аккумулятор. Это по праву самый быстрый робот состязаний. К сожалению, мы не видим датчиков… Скорее всего, этот робот слеп и ориентируется только по инерциальной навигационной системе. А полупроводниковые гироскопы пока еще не слишком точны, отсюда и результат.

Этот робот также выполнен по схеме с двумя ведущими колесами и хвостовым роликом. Датчиков использовано очень много, самых разнообразных, в том числе и лазерный дальномер производства компании Sick. Управляется он компьютером на базе обычной материнской платы Mini-ITX.

Мы решили взять интервью у Дмитрия Александровича Лапыгина, наставника и инженера-конструктора команды «Red Eyes».

iXBT.com: Когда и кем была образована ваша команда?
Лапыгин Д. А.: Команда была образована осенью 2009 года и представляет Ковровскую государственную технологическую академию им. В. А. Дегтярева. Впервые приняла участие во II Всероссийском робототехническом фестивале — 24 апреля 2010 года.
iXBT.com: Сколько человек в команде?
У каждого члена команды есть некие определенные функции?

Лапыгин Д. А.: Постоянно активно участвуют в работе команды 6 человек — студенты и аспиранты КГТА, а также выпускники. Состав обновляется: уходят выпускники прошлых лет, приходят студенты третьего курса. В команде четкое распределение обязанностей. В настоящий момент в команде два программиста, электронщик, механик. Но все участники команды взаимно дополняют работу друг друга — т. е. программист разбирается в процессах, происходящих в системе управления двигателями, равно как и электронщик может написать код проверки работы этой системы и указать программисту оптимальный путь решения соревновательной задачи.

iXBT.com: Какие награды, в каких номинациях вы получили на Робофест-2012?
В каких состязаниях вы участвовали до Робофест-2012?

Лапыгин Д. А.: В Робофесте-2012 мы выступили в традиционном уже для нас классе «Профи», направления «Мобильные системы», в двух заданиях — «Дефиле» и «Навигация».
В «Дефиле» — первое место, в «Навигации» — третье место, и общее первое место по итогам двух заданий.
«Робофест-2010» — второе место в общем зачете.
«Робокросс-Селигер 2010» первое место на первом в истории России соревновании автомобилей-роботов.
«Робофест-2011» — первое место в общем зачете.
«Робокросс-2011» — первое место.

iXBT.com: Как называется ваш робот?
Как много осталось в сегодняшнем роботе от первой конструкции?

Лапыгин Д. А.: Робот был назван членами команды «Т-800». Это уже третья версия конструкции. От первой версии осталась только конструкция рамы и ходовая часть, что позволяет участвовать в классе «Профи», так как к данному классу отнесены роботы, удовлетворяющие определённым требованиям.

iXBT.com: Для наших пытливых читателей: из чего, собственно, состоит робот в техническом плане?
Какие готовые блоки вы использовали?
Какие блоки самостоятельно разрабатывались?
Использовались ли блоки российского производства и какие?

Лапыгин Д. А.: Функционально можно выделить следующие блоки:

  • Блок питания — включает в себя свинцово-кислотные АКБ 12 В, 12 А·ч. АКБ соединены последовательно. Питание с АКБ подается на DC/DC-преобразователи. Выходы DC/DC +24 вольта идет на питание платы управления и выход +5 — на питание датчиков и вспомогательных цепей.
  • Ходовая часть — выполнена на базе элементов конструктора «Профи» фирмы «Техновижн» — данный конструктор разрабатывался специально для создания мобильных робототехнических систем учебного назначения в вузах. Включает в себя силовой каркас, колесные узлы, датчики положения колес — энкодеры.
  • Блок управления — используется плата SingleBoard Rio фирмы National Instruments.
  • Блок контроля приводов — используется сервоусилитель Roboteq AX2550.

Самостоятельно разработана конструкция робота; переработана конструкция мотор-редукторов — фактически, от стандартных оставлен только корпус; разработана схема и выполнен монтаж всех цепей питания и управления.
Ранее использовались сервоусилители компании Мовиком, российского производства, но мы отказались от их использования по причине низкого качества и нестабильной работы.

iXBT.com: Несколько подробнее о мозге робота: из чего он состоит на программном уровне?

Лапыгин Д. А.: Программное обеспечение написано в среде National Instruments LabView. Эта графическая среда разработки кода, позволяющая разрабатывать программы для промышленных систем, изначально создавалась как ПО для автоматизации научных исследований. Достоинства данного ПО — возможность четкого и однозначного распределения процессорного времени и возможность выполнения кода в режиме real time. Также использовалось ПО машинного зрения RoboRealm, но в этом году машинное зрение мы не применяли.

iXBT.com: C чего вы посоветуете начинать изучать мир робототехники нашим юным читателям?

Лапыгин Д. А.: Сейчас в продаже свободно можно приобрести относительно недорогой конструктор Lego Mindstorms NXT 2.0. Данный конструктор позволяет создавать роботов от простейших до очень сложных. Он подходит детям в возрасте от 10 лет и старше и является идеальным стартовым пунктом для понимания механики, программирования, работы с датчиками. Именно на основе Mindstorms проводятся соревнования WRO — Всемирной олимпиады роботов.

iXBT.com: А на что обратить внимание читателям постарше?

Лапыгин Д. А.: В продаже очень много «китов» — наборов для сборки. Я бы рекомендовал, как наиболее качественные, киты фирм Innovative Experiment и Dagu. Например, неплохим стартом будет Popbot компании Innovative Experiment. Это кит на основе Arduino, а что такое Arduino — я думаю, читателям iXBT объяснять не нужно.

iXBT.com: Наработки, используемые при постройке вашего робота, могут быть использованы для разработки роботов, применяемых в быту?

Лапыгин Д. А.: И да, и нет. Изначально цель программы «Робототехника» и конкретных соревнований — это обучение студентов базовым навыкам работы с мобильными системами. Навыки, приобретаемые в ходе подготовки к соревнованиям — безусловно пригодятся им, а конкретные решения — маловероятно. Это же не только наука, но и спорт.

iXBT.com: Во всех дисциплинах Робофест-2012 организаторы использовали специально подготовленную для роботов среду. Я имею в виду четкие и контрастные черно-белые, яркие цветные линии и объекты. Не сильно ли упрощают устроители мероприятия задачу для робототехников?

Лапыгин Д. А.: Сложно сказать. Любая задача может быть решена разными методами. Кто-то использовал сенсоры цветных линий, кто-то — лазерный сканер, кто-то — гироскопы, кто-то — сенсор Kinect. К сожалению, те выступления других команд, что я видел, показывают, что даже столь простые условия соревнований вызывают большие проблемы с решением соревновательной задачи. Но прогресс многих команд также радует. Безусловно сильны команды Рязани, Ульяновска, Нижнего Новгорода. И прогресс за пару лет очевиден.

iXBT.com: На трибунах было на удивление мало зрителей. Это свидетельствует о низкой популярности в РФ подобных мероприятий и робототехники в частности? Если да, то что надо делать для популяризации?

Лапыгин Д. А.: Скорее всего, робототехника — как любое хобби: интересно тем, кто также им занят. Хотя по некоторым дисциплинам — например, «гонки по линии» или «сумо» — проводятся соревнования в Политехническом Музее, которые собирают много участников и зрителей. Популярна ли робототехника в РФ — сложно сказать. Думаю, что очень много людей в возрасте чуть-чуть за 30 собирают для себя разного рода мобильные устройства, какие-то поделки, конструкции, которые в большей или меньшей степени можно назвать роботами. Отличные ресурсы в сети: roboclub.ru, roboforum.ru, сетевой журнал Dihalt.ru и его же проект easyelectronics.ru.
К сожалению, на ТВ развлекательно-безголовые проекты более популярны, чем проекты научно-популярные и образовательные. Например, в Англии несколько сезонов шло шоу «Бои роботов», есть шоу «Соревнования на свалке» — эти шоу популяризируют не только роботостроительство, но и техническое творчество в принципе. К сожалению, у нас ничего подобного нет.

iXBT.com: Спасибо за столь подробное и содержательное интервью, мы желаем вам и вашей команде творческих и спортивных успехов!

Мы считаем, что подобные мероприятия крайне необходимы молодежи нашей страны. К сожалению, в постсоветсткое время сильно сократилось число технических кружков и спортивных секций. Что не может не сказываться на уровне мотивации к творчеству, прежде всего школьников. Набор Lego Mindstorms сто́ит на уровне хорошей видеокарты, а пользы от конструирования и программирования роботов гораздо больше, чем от прохождения бесконечных уровней бродилок и стрелялок. В принципе, мощности современного ПК хватит и на полную виртуализацию набора Lego Mindstorms, но компании не заинтересованы создавать такие продукты.

Не могу не сказать и о том, что в общем уровень робототехники за 30 лет не выказывает никакого прогресса, а в чем-то скорее наоборот. То, что мы в 80-х годах делали на транзисторах, лампочках и фотодиодах, не сильно уступает по «разумности» тому, что сейчас делается на базе 32-разрядных процессоров. Как много людей смогут сделать робота для прохождения «Линии», вообще не используя интегральные схемы и микропроцессоры?




Дополнительно

ВИКТОРИНА TT

Материнские платы какого форм-фактора можно устанавливать в корпус Thermaltake Versa C22 RGB Snow Edition?

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.