Iepazīstieties ar robotikas Pasaules kausa uzvarētāju

Ja jums rodas iespaids, ka nesen notikušo Pasaules kausu futbolā uzvarēja lieliska Francijas komanda, kas dramatiskā finālā triumfēja pār Horvātiju, tad jūs skatījāties nepareizu turnīru.

Apmēram tajā pašā laikā otrā pasaules malā Monreālā norisinājās arī cits turnīrs. Šis bija Pasaules kauss futbolā pieaugušo izmēra robotiem. Un to otro gadu pēc kārtas uzvarēja robots ar nosaukumu NimbRo. Nav pārsteidzoši, ka NimbRo ir vācietis un pārstāv nāciju ar ilgu futbola meistarības vēsturi.

Šodien NimbRo meistari izklāsta dažus izaicinājumus, ar kuriem viņi saskārās, veidojot savu elektronisko varoni. Sākotnējais dizains bija paredzēts 2017. gada RoboCup izcīņai Nagojā, kas bija pirmais pieaugušo izmēra mašīnām. Darbs liecina, ka, lai gan robotisti ir panākuši ievērojamu progresu, nākamajos gados ir milzīgs uzlabojumu potenciāls.

Atrodiet robotu: 2017. gada Pasaules kausa uzvarētāju komanda

Pirmkārt, nedaudz fona. RoboCup sākās 1997. gadā, lai pārbaudītu dažādas jaunas tehnoloģijas, kas saistītas ar robotiku, mašīnredzi, uzdevumu plānošanu utt.

Taču daudzi lasītāji atcerēsies turnīrus, kuros spēlētāji nav bijuši tik iespaidīgi. Robotu pasaules kausus parasti atceras ar spēlētāju neveiklo klupšanas gaitu, viņu komisko sajaukšanos un cilvēku kungu rūpēm, kas bieži vien skatās caur pirkstiem.

Šie roboti parasti ir bijuši mazi un bieži vien pat nav humanoīdi. Tas galvenokārt ir tāpēc, ka ir grūti darbināt un vadīt lielas mašīnas, īpaši divkājaino. Un jebkurā gadījumā staigāšana, skriešana un speršana ar divām kājām ir tikai daži no daudziem uzdevumiem, kas robotiķiem jāatrisina, lai automatizētu futbolu.

Tā kā kopš tā laika ir strauji attīstījies mākslīgais intelekts un robotika, ir viegli iedomāties, ka mašīnas ir iestatītas, lai iegūtu meistarību pār futbolu, tāpat kā ar šahu, Go un citām Atari videospēlēm.

Ne īsti. Pēdējos gados jaudīgāki un efektīvāki izpildmehānismi ir ļāvuši izveidot pieaugušo izmēra robotus, kas var piedalīties Pasaules kausa stila sacensībās. Ienāciet NimbRo, divu kāju robotu, ko mazāk nekā sešos mēnešos uzbūvēja 2017. gada turnīram Grzegozs Fihts un kolēģi Bonnas Universitātē Vācijā.

Pieaugušo izmēra robotiem jābūt 130–180 centimetriem (51–71 collai) gariem. NimbRo ir 135 cm garš un sver 18 kilogramus (gandrīz 40 mārciņas). Pašas sacensības ietver spēļu sēriju pret atsevišķiem pretiniekiem, kam seko fināls, kurā uzvar spēlētājs, kurš gūst visvairāk vārtu. Ir arī virkne tehnisku izaicinājumu, piemēram, kustīgas bumbas speršana, lēkšana un atgūšanās no grūdiena.

NimbRo ir vairākas funkcijas, kas padara to īpaši labu šajos uzdevumos. Jo īpaši tas ir vienkāršs, tāpēc detaļas var viegli apkopt un nomainīt. Robota struktūra ir pēc iespējas vienkāršota, lai saglabātu zemu sarežģītību, bet saglabātu funkcionalitāti, kas nepieciešama, spēlējot futbolu, saka Ficht un co.

Eksoskelets sastāv tikai no dažām vienkāršām daļām, kas visas ir 3-D drukātas no neilona. Izmantojot 3D drukāšanas daudzpusību, mēs varējām īsā laikā izstrādāt pieejamu, pielāgojamu, ļoti spējīgu, pieaugušajiem paredzētu humanoīdu robotu, saka komanda.

Lielākā daļa detaļu ir simetriskas, lai tās varētu izmantot vairākās vietās. Tas samazina nepieciešamo rezerves daļu skaitu.

Redze tiek nodrošināta, izmantojot vienu Logitech C905 kameru ar 150 grādu skata lauku. Datus apstrādā iebūvētais Intel NUC mini dators. Tas veic objektu noteikšanu, robotu lokalizāciju, uzdevumu plānošanu un izpildmehānisma vadību.

Tas viss sniedz robotam vairākas futbola spēlēšanas spējas. Tai ir jāspēj atrast bumbu un tuvoties tai, izvairīties no šķēršļiem, piemēram, citiem spēlētājiem, kā arī spert un driblēt.

NimbRo darbojas labi. Piecās spēlēs robots guva 46 vārtus, ielaižot tikai vienus vārtus. Tas notika finālā pret robotu, kuru diezgan neglaimojoši sauca Sweaty. NimbRo arī tehniskajos izaicinājumos savāca 21 punktu, dodot pārliecinošu uzvaru. RoboCup 2017 Nagojā mūsu roboti spēlēja ļoti labi, uzvarot AdultSize futbola turnīrā ar augstu rezultātu, saka komanda. Pēc tam jūnijā NimbRo aizstāvēja savu titulu Monreālā.

Tas ir interesants darbs, kas parāda, cik tālu roboti ir tikuši, veicot salīdzinoši sarežģītus uzdevumus. Tomēr ir daudz iespējamo uzlabojumu.

Uzticams līdzsvars ir viena no šādām jomām. Noskatieties kādu no spēlēm un pamanīsiet, ka katram robotam cieši seko cilvēks, kura uzdevums ir to noķert, ja robots zaudē līdzsvaru. Tas aptur nevajadzīgus bojājumus. Taču spēja nokrist un atkal piecelties ir izšķiroša prasme jebkurā futbola spēlē (un daudzās citās situācijās).

Arī roboti nepārvietojas īpaši ātri vai plūstoši. Viņu gaitu vislabāk var raksturot kā izliektu jaukšanu. Un viņu futbola prasmes labākajā gadījumā ir elementāras. Šie roboti nav līdzvērtīgi cilvēkiem ar jebkādām spējām. (Varat noskatīties dažus svarīgākos momentus no 2017 turnīrs šeit .)

Un tāpēc ir jāgaida straujš uzlabojums. Noteikti ir pieaugušo izmēra roboti, kas spēj efektīvāk līdzsvarot un raitāk staigāt vai skriet, tāpat kā ikviens, kurš ir skatījies Boston Dynamics video zinās.

Šādi roboti radītu daudz briesmīgākus pretiniekus. Tas ir tikai laika jautājums, kad viņi dosies uz futbola laukumu.

Atsauce: arxiv.org/abs/1809.04928 : pieaugušie NimbRo roboti, kas uzvarēja RoboCup 2017 Humanoid AdultSize futbola sacensībās

paslēpties