На Российскую робототехническую олимпиаду в Иннополисе (региональный этап WRO – World Robot Olympiad) приехали 1,5 тысячи человек из 50 регионов страны – это участники, их родители и тренеры. За два дня соревнования пройдут в семи категориях, в том числе в совсем новой для России дисциплине - гонках подводных роботов.
«В следующий раз здесь будут сидеть дроны и хлопать друг друга лопастями»
Церемония открытия Российской робототехнической олимпиады (РРО) — регионального этапа Всемирной робототехнической олимпиады (WRO) — прошла в спортивном комплексе Иннополиса. В 11 часов в субботу туда стали стекаться участники соревнований, одетые в красные, синие и зеленые футболки с надписью «Russian Robot Olympiad Innopolis 2016». На входе все получали картонные маски в виде рожицы робота или очков, сделанных в форме пяти шестеренок, расположенных на манер олимпийских колец. Одна из шестеренок оказалась без отверстия посередине (на ней красовалась аббревиатура WRO), чем напомнила нераскрывшееся во время зимней Олимпиады в Сочи олимпийское кольцо.
Открыл олимпиаду глава Минкомсвязи Николай Никифоров. Он отметил, что проведение робототехнической олимпиады в Иннополисе стало уже доброй традицией. «Строя город высоких технологий Иннополис, государство ставило, прежде всего, задачу создать условия для таких молодых специалистов, как вы, чтобы здесь можно было жить, учиться, работать, повышать свои профессиональные навыки, — обратился к участникам соревнований министр. — Не может быть великой страна, у которой нет своего набора всех ключевых технологий. И наша с вами задача эти технологии развивать. То, что вы оказались здесь, на этом этапе — это уже победа».
По словам Никифорова, конкурентоспособность российской экономики на мировом уровне зависит от развития цифровой экономики. «Скоро не останется ни одной сферы — будь то транспорт, здравоохранение, образование — где не произойдет цифровизация. И именно вашими руками предстоит сделать экономику России цифровой», — сказал министр.
Затем к олимпиадникам обратился ректор Университета Иннополис Александр Тормасов. «Роботы начинают окружать нас сейчас и скоро начнут программировать друг друга. В следующий раз, думаю, здесь будут сидеть дроны и вместо аплодисментов хлопать друг друга лопастями», — пошутил Тормасов и выразил надежду, что участники олимпиады в будущем станут студентами Университета Иннополис.
Позднее, общаясь позже с журналистами, Николай Никифоров сообщил, что Россия подала заявку на проведение финала WRO-2018 в России.
Победа зависит от эффективного алгоритма
Библиотека университета Иннополис в дни проведения РРО преобразилась: на каждом этаже появились белые столы и напольные покрытия с разметкой для проведения различных видов соревнований. Повсюду катаются, крутятся и жужжат небольшие роботы, которые двигаются строго по определенным маршрутам и совершают действия без какого-либо внешнего управления со стороны человека. Все роботы — автономные и двигаются по заранее написанным программам. Написание правильного алгоритма, с помощью которого робот в кратчайшие сроки выполнит поставленную задачу — и есть самое сложное, говорят участники.
Соревнования в рамках олимпиады проходят в семи категориях. Основную категорию, связанную с борьбой с бытовыми отходами, составляют три соревнования: «Чистый путь к школе», «Сортировка отходов» и «Завод по переработке отходов».
«Чистый путь к школе» — соревнование для самых маленьких, в нем могут принять участие дети от 6 до 12 лет. Их задача — создать робота, который сможет сделать путь из точки А в точку Б чистым. На поле, по которому передвигается робот, есть зоны старта, финиша и вывоза мусора, а также семь контрольных точек, на трех из которых лежит условный мусор в виде красных блоков LEGO — робот должен убрать их в зону для вывоза мусора, попутно обозначив чистые места синими блоками. На выполнение задания дается 2 минуты.
В соревновании «Сортировка отходов» соревнуются участники постарше — от 13 до 15 лет. В этом случае робот должен собрать отходы определенного типа (всего 4 типа отходов, роль которых выполняют кубики LEGO красного, синего, желтого и зеленого цветов) и сложить их в баки для сбора отходов (также по цветам), а затем вернуться в зону старта. На выполнение задания также отводится не боле 2 минут.
«Завод по переработке отходов» — соревнование для более опытных робототехников в возрасте от 16 до 19 лет. Здесь робот должен быть запрограммирован на сбор различных типов мусора, расстановку мусорных контейнеров по соответствующим цветовым зонам и сортировку отходов на заводе. На задание отводится две минуты.
Впрочем, самыми захватывающими оказались соревнования по футболу роботов — прямоугольные столы с покрытием зеленого цвета и черными воротами собрали наибольшее количество зрителей. Стоит отметить, что команда IT-лицея Иннополиса заняла первое место в свой группе, набрав семь очков и обыграв четыре команды. Благодаря этому команда IT-лицея автоматически прошла в финал, в котором в воскресенье выступят восемь команд, а игры будут вестись уже на вылет.
Матчи футбола роботов состоят из двух таймов по 5 минут. В них участвуют четыре робота: по одному нападающему и вратарю в каждой команде. За каждого робота отвечает один человек — тот, кто его собирал и писал алгоритм его действий.
По словам учителя информатики и тренера робототехники IT-лицея Дмитрия Пехова, робот-футболист состоит из главного модуля управления, инфракрасного датчика и датчика компаса, моторов, колес и различных деталей конструктора, из которых создается корпус, защита, некоторые движущие механизмы, в частности, тот, что «пинает» мяч.
Перед началом матча происходит калибровка датчиков по расположению на поле относительно ворот соперника и сигнала мяча. Мяч испускает волны в инфракрасном диапазоне, которые считываются нападающими и вратарями. Датчик позволяет узнать, в каком секторе поля находится мяч. После определения позиции мяча нападающий направляется в его сторону и старается закатить его в ворота соперника. Вратарь в это время занимается патрулированием своей зоны. Границы возле ворот, нанесенные черной краской, определяются цветовыми датчиками вратаря, задача которого — выбить мяч, если он катится в сторону ворот.
«В интересных случаях возможен обмен информацией между вратарем и нападающим по Bluetooth, например, для передачи информации и местонахождении мяча, когда нападающий мяч потерял, а вратарь его видит», — рассказал Пехов. По мнению тренера, победа в робофутболе зависит от умения программировать — от эффективного алгоритма, и в меньшей степени — от эффективной конструкции.
Роботы-подводники
Еще одной фишкой РРО стали соревнования в водной категории, которые впервые проводились в рамках робототехнической олимпиады. Для них использовался бассейн в IT-лицее Иннополиса, а участникам для прохождения квалификации нужно было заставить своих роботов проплыть под водой через ворота в форме перевернутой буквы «п». В этих соревнованиях приняли участие всего 5 команд: три команды из Владивостока, одна из Москвы и одна из Ижевска. Все команды прошли квалификационный тур.
Как рассказал «Хайтеку» заведующий центра робототехники Владивостока и выступающий в роли старшего судьи Андрей Гридин, в финале испытания для роботов-подводников будут намного сложнее: им предстоит распознать линии, начерченные на расположенном на дне бассейна покрытии, и двигаться строго над ними, проплыть через ворота, задеть один из двух шаров, прикрепленных веревками к дну бассейна, сделать поворот по дуге, «сесть» на заданную картинку — одну из трех (круг, квадрат или треугольник на черном фоне) и всплыть над крестом в конце дистанции.
Небольшое количество команд-участников Гридин объясняет тем, что подобные соревнования проводятся в России всего второй год, а на условия для тренировок (бассейн) в отличие от сухопутных роботов требуется дополнительные средства.
По словам Гридина, робот-подводник состоит из блока автопилота на базе платы Intel Edison, датчиков, контролеров и герметичных разъемов, к которым подключаются как минимум три подводных движителя (два мотора толкают робота вперед-назад и позволяют ему поворачивать, один — отвечает за движение вверх-вниз) и две камеры в герметичных корпусах (одна камера смотрит вперед, вторая — вниз). Литий-ионная батарея, моторы и другие тяжелые детали находятся в нижней части робота, а обеспечивающая плавучесть легкая часть из экструдированного полистирола — в верхней части.
Программа для робота пишутся на языке C++, затем по Wi-Fi загружается на блок. На Intel Edison установлена операционная система Yocto Linux. Сборкой роботов и написанием программ в основном занимаются дети 12-14 лет.
Команды из Владивостока привезли с собой прототипы роботов-подводников, цена одного — около $2 тыс.
Результаты российской робототехнической олимпиады станут известны сегодня, после проведения всех финальных соревнований.