Susipažinkite su robotikos pasaulio taurės nugalėtoju

Jei susidarėte įspūdį, kad neseniai vykusį pasaulio futbolo čempionatą laimėjo puiki prancūzų komanda, kuri dramatiškame finale triumfavo prieš Kroatiją, vadinasi, žiūrėjote ne tą turnyrą.

Maždaug tuo pačiu metu kitoje pasaulio pusėje Monrealyje taip pat vyko kitas turnyras. Tai buvo suaugusiųjų robotų pasaulio futbolo čempionatas. Ir jį antrus metus iš eilės laimėjo robotas NimbRo. Nenuostabu, kad NimbRo yra vokietis ir atstovauja tautai, turinčiai ilgą futbolo meistriškumo istoriją.

Šiandien NimbRo meistrai apibūdina kai kuriuos iššūkius, su kuriais jie susidūrė kurdami savo elektroninį herojų. Originalus dizainas buvo skirtas 2017 m. RoboCup Nagojoje, pirmasis skirtas suaugusiems skirtoms mašinoms. Darbas rodo, kad nors robotai padarė didelę pažangą, per ateinančius kelerius metus yra didžiulis tobulėjimo potencialas.

Pastebėkite robotą: 2017 m. pasaulio čempionatą laimėjusi komanda

Pirma, šiek tiek fono. RoboCup prasidėjo 1997 m. kaip būdas išbandyti įvairias naujas technologijas, susijusias su robotika, mašinų matymu, užduočių planavimu ir pan.

Tačiau daugelis skaitytojų prisimins turnyrus, kuriuose žaidėjai buvo ne tokie įspūdingi. Robotų pasaulio taurės dažniausiai prisimenamos dėl gremėzdiškos žaidėjų eisenos, komiško susimaišymo ir žmonių, dažnai žiūrinčių pro pirštus, rūpesčio.

Šie robotai paprastai buvo maži ir dažnai net ne humanoidiniai. Taip yra daugiausia dėl to, kad sunku įjungti ir valdyti dideles mašinas, ypač dvikojas. Ir bet kuriuo atveju vaikščiojimas, bėgimas ir spardymas dviem kojomis – tai tik keletas užduočių, kurias turi išspręsti robotai, norėdami automatizuoti futbolą.

Nuo to laiko sparčiai tobulėjant dirbtinio intelekto ir robotikos srityse, nesunku įsivaizduoti, kad mašinos yra paruoštos įvaldyti futbolą, kaip ir šachmatai, „Go“ ir daugybė „Atari“ vaizdo žaidimų.

Ne visai. Pastaraisiais metais dėl galingesnių ir efektyvesnių pavarų buvo įmanoma sukurti suaugusiųjų dydžio robotus, kurie galėtų varžytis Pasaulio taurės tipo varžybose. Įveskite NimbRo – dvikojį robotą, kurį per mažiau nei šešis mėnesius 2017 m. turnyrui sukūrė Grzegorzas Fichtas ir jo kolegos iš Bonos universiteto Vokietijoje.

Suaugusiųjų dydžio robotai turi būti 130–180 centimetrų (51–71 colio) ūgio. NimbRo yra 135 cm ūgio ir sveria 18 kilogramų (beveik 40 svarų). Pačios varžybos apima seriją žaidimų su pavieniais varžovais, po kurių seka finalas, kuriame laimi daugiausiai įvarčių įmušęs žaidėjas. Taip pat yra keletas techninių iššūkių, tokių kaip judančio kamuolio spardymas, šokinėjimas ir atsigavimas po stūmimo.

„NimbRo“ turi daugybę funkcijų, dėl kurių jis ypač gerai atlieka šias užduotis. Visų pirma, jis yra paprastas, todėl dalis galima lengvai prižiūrėti ir pakeisti. Roboto struktūra buvo kiek įmanoma supaprastinta, kad būtų išlaikytas mažas sudėtingumas, tačiau išliktų funkcionalumas, reikalingas žaidžiant futbolą, sako Ficht ir kt.

Egzoskeletas susideda tik iš kelių paprastų dalių, visos 3D atspausdintos iš nailono. Pasinaudoję 3D spausdinimo universalumu, per trumpą laiką galėjome sukurti įperkamą, pritaikomą, labai galingą suaugusiojo dydžio robotą humanoidą, teigia komanda.

Dauguma dalių yra simetriškos, todėl jas galima naudoti keliose vietose. Tai sumažina reikalingų atsarginių dalių skaičių.

Vizija pasiekiama per vieną Logitech C905 kamerą su 150 laipsnių matymo lauku. Duomenys apdorojami integruotu Intel NUC mini kompiuteriu. Tai atlieka objektų aptikimą, roboto lokalizaciją, užduočių planavimą ir pavaros valdymą.

Visa tai suteikia robotui daugybę futbolo žaidimo sugebėjimų. Jis turi sugebėti rasti ir priartėti prie kamuolio, išvengti kliūčių, pvz., kitų žaidėjų, spardyti ir varyti.

NimbRo veikia gerai. Per penkias rungtynes ​​robotas pelnė 46 įvarčius ir praleido tik vieną. Tai įvyko finale prieš robotą, kuris gana negailestingai vadinamas Sweaty. NimbRo techniniuose iššūkiuose taip pat surinko 21 tašką ir iškovojo aiškią pergalę. „RoboCup 2017“ varžybose Nagojoje mūsų robotai žaidė labai gerai ir laimėjo „AdultSize“ futbolo turnyrą su aukštu balu, teigia komanda. Tada birželį NimbRo apgynė titulą Monrealyje.

Tai įdomus darbas, parodantis, kiek toli robotai nuėjo atlikdami gana sudėtingas užduotis. Tačiau yra daug galimų patobulinimų.

Patikimas balansas yra viena iš tokių sričių. Žiūrėkite bet kurį žaidimą ir pastebėsite, kad kiekvieną robotą atidžiai seka žmogus, kurio užduotis yra jį sugauti, jei robotas prarastų pusiausvyrą. Tai sustabdo nereikalingą žalą. Tačiau gebėjimas nukristi ir vėl atsikelti yra esminis įgūdis bet kuriose futbolo rungtynėse (ir daugelyje kitų situacijų).

Be to, robotai nejuda ypač greitai ar sklandžiai. Jų eiseną geriausiai galima apibūdinti kaip susigūžusį maišymąsi. Ir jų futbolo įgūdžiai geriausiu atveju yra elementarūs. Šie robotai neprilygsta bet kokių gebėjimų žmonėms. (Galite žiūrėti kai kuriuos svarbiausius momentus iš 2017 turnyras čia .)

Ir todėl reikia tikėtis greito pagerėjimo. Neabejotinai yra suaugusiųjų dydžio robotų, galinčių efektyviau išlaikyti pusiausvyrą ir sklandžiau vaikščioti ar bėgioti, kaip ir visi, kurie žiūri Boston Dynamics vaizdo įrašas žinosiu.

Tokie robotai taptų daug grėsmingesniais priešininkais. Tik laiko klausimas, kada jie pateks į futbolo aikštę.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1809.04928 : Suaugę NimbRo robotai laimėjo RoboCup 2017 Humanoid AdultSize futbolo varžybas

paslėpti