2780 лет разделяют первые Олимпийские игры среди людей и роботов. Одни давно уже являются крупнейшим спортивным событием на планете, каждые два года приковывающим внимание мировой общественности. История других гораздо более скромна. Началась она в 2004 году в Сингапуре, когда в государственном научном центре были собраны команды увлеченных подростков со всего мира, и, разумеется, их механические подопечные.
С тех пор Всемирная олимпиада роботов проводится ежегодно. По регламенту уже девятых по счету игр разработчики в возрасте от 10 до 17 лет участвуют в двух категориях состязаний — основной и творческой, выставляя на них роботов, собранных из компонентов Lego Mindstorm. Первая категория, собственно, и является Олимпиадой с жестко оговоренными правилами в нескольких дисциплинах. Вторая, не менее интересная, включает творческие проекты по заданной тематике и предполагает ряд номинаций.
31 марта в «НТЦ Электроэнергетики» на Каширском шоссе состоялся московский этап World Robot Olympiad, собравший победителей соревнований в округах столицы.
Конечно же, основное внимание было приковано к соревновательной части. Она включала четыре дисциплины: три для соответствующих возрастных групп и четвертая, которой «все возрасты покорны».
Младшая возрастная группа соревновалась в состязании «Менделеев». Заключается оно в следующем. На поле, разделенном на квадраты, имеются клетки пяти цветов:
Робот, нагруженный 12 шариками для настольного тенниса, стартует из желтого угла. По пути в противоположный зеленый ему необходимо оставлять по одному шарику в каждой синей ячейке, и по две — в красной. Расположение этих ячеек определяется непосредственно перед соревнованием. Поля разделены стенками высотой 30 мм. За верную «кладку» и достижение финиша начисляются очки. Учитывается и время выполнения задания.
Участники этого, как и двух других состязаний, были размещены на столах неподалеку. За неприкосновенностью роботов следили организаторы. Спортсмен в углу стола был положен на борт исключительно в целях его же безопасности:
Средняя возрастная группа померялась силами в дисциплине «Колумб». Задача роботов заключалась в том, чтобы перенести в зоны соответствующего цвета четыре цилиндра — два красных и два синих. Белый цилиндр должен остаться на месте. Средняя часть игрового поля, над которой возвышается «мост» — это «вода», при попадании на которую попытка заканчивается.
Здесь от роботов требуется не только определять цвета, но и гораздо более умело ориентироваться на местности, чтобы суметь схватить цилиндры. Их расположение определяется непосредственно перед началом каждого раунда.
Роботы могут серьезно различаться по строению, но практически все они (по крайней мере, в основной категории) основаны на блоке Lego Mindstorms NXT. Характеристики второй версии таковы: два процессора (32-битный микроконтроллер ARM7, 256 КБ Flash-памяти, 64 КБ RAM; 8-битный микроконтроллер AVR, 4 КБ Flash-памяти, 512 байт RAM), Bluetooth 2.0, 4 порта ввода и 3 порта вывода данных.
Соревнование для старшей возрастной группы получило имя еще одного известного человека — «Ван Гог». Здесь роботам необходимо надеть полые кубики, позиции которых определяются прямо перед соревнованием, на цилиндры соответствующего цвета.
Участники получают очки даже если кубик не надет на цилиндр, но хотя бы находится в круге нужного цилиндра.
Заключительная, наиболее зрелищная дисциплина соревновательной части — футбол роботов. Команды из двух роботов могут состоять из строго ограниченного числа деталей. Играют они инфракрасным мячом HiTechnic.
Непосредственно перед соревнованием все роботы собираются и проверяются на наличие активных Bluetooth-соединений, чтобы исключить возможность управления роботом со стороны. Регламентом запрещено использование среды програмимирования LabView. Причина в том, что она представляет собой виртуальный прибор, создающий программную модель управления устройством «на лету». А спортсмены должны быть автономны.
В результате напряженной работы призовые места распределились следующим образом:
Подробного рассказа заслуживает и творческая часть отборочного этапа, темой которой было объединение роботов и людей. Молодые конструкторы смогли представить свои творения так интересно, что большинство профессиональных «презентаторов» просто «курит в сторонке».
Робот «Геликостат» основан на модели вертолета, к которой прикреплен гелиевый шар. Он способен работать экскурсоводом, а также совершать панорамную съемку. Работает «Геликостат» либо в автономном режиме, либо в ручном (через пульт управления).
Робот оснащен датчиками ориентирования, GPS, компасом. Функциональность значительно расширяется благодаря встроенному iPod'у, через который робот воспринимает голос и воспроизводит звук. Для усиления последнего под корпусом спрятан динамик.
Робот «Сортировщик» предназначен, как несложно догадаться, для сортировки. В данном случае — блоков Lego четырех цветов и двух размеров. Левая часть прибора осуществляет подачу, правая — распределение.
Если блок оказывается крупным, то он в определенный момент не проходит через конвейер, регистрируется процессором как крупный и переносится к соответствующему стакану. Определение цвета осуществляется с помощью сенсора NXT.
На создание следующего устройства конструкторов наверняка вдохновил мультфильм «Валли». Робот-психолог создан для определения настроения человека по методу Люшера, через цвета.
Пользователь выбирает два из четырех цветов, предлагаемых роботом, и в ответ робот проецирует соответствующее выражение лица и в некоторых случаях протягивает «руку». Работает «психолог» на пневматике, может управляться с помощью Bluetooth-пульта и передвигаться, развлекая окружающих своей незаурядной внешностью.
«Рефлексометр» служит для измерения времени реакции человека. Сперва подается световой или звуковой сигнал, на который пользователь должен максимально быстро ответить, нажав педаль (имитирующую тормоз) или механическую кнопку. Задержка в миллисекундах выводится на дисплей, подсвечиваемый светодиодной лампой. Время, затрачиваемое на срабатывание кнопки и передачу сигнала, автоматически вычитается.
В планах создателя — на основе робота сделать программу тренировки, чтобы закладывать в устройство нужные значения и совершенствовать реакцию с его учетом.
Робот-фехтовальщик демонстрирует скорость реакции сам. Если ультразвуковой сенсор засекает движение непосредственно перед роботом в пределах 30 см, он делает выпад «рапирой» и резкий рывок вперед. Если регистрируется попадание по противнику, загорается яркий сигнал (сделанный, кстати, из автомобильного «поворотника»).
Робот «Камень — Ножницы — Бумага» случайным образом генерирует и демонстрирует одну из трех комбинаций «пальцев».
На модуле Mindstorms RCX, предшественнике NXT, основан робот-нянька. Он способен измерять температуру тела ребенка, а также развлекать его «танцем» и мерцающими огоньками. Вместо одного из глаз можно установить веб-камеру:
Проект LegoEyes создан, чтобы упростить общение со слепыми и слабовидящими людьми. Он умеет читать сообщения, выложенные на специальной платформе азбукой Брайля, и передавать их на дисплей NXT:
Универсальный робот-спасатель предназначен для спасения людей в чрезвычайных ситуациях. Его главной особенностью является модульная конструкция — на гусеничное основание, в зависимости от характера чрезвычайной ситуации устанавливаются различные спасательные модули.
Первый модуль предназначен для спасения людей из высотных зданий. Второй — для разбора завалов. Третий — для тушения пожаров посредством катапультирования бомб с водой или необходимыми химикатами. Помимо звукового, ультразвукового и светового сенсора, в робота-спасателя встроен счетчик Гейгера.
В команде с роботом-спасателем может работать робот поиска. Он состоит из четырех частей: непосредственно самого робота поиска, зонда, базы и буя (для подводных работ).
С помощью сенсоров робот, оснащенный системой стабилизации, способен измерять рельеф дна и передавать его в виде двухмерного графика на компьютер. В планах конструкторов, кстати, разработать построение рельефа в трех измерениях.
После сканирования дна зонд отправляют в нужное место. Он выполняет поставленную задачу и затем, с помощью робота поиска, возвращается на базу. Для поисковых операций на суше в комплексе имеется отдельный робот:
Заключительный и наиболее глобальный проект — портативная электростанция на альтернативных источниках энергии. Солнечная, ветровая и приливная энергия собирается в гибридном контроллере и поступает в инвентор, где и преобразуется. Для связи предусмотрена коммуникационная вышка.
Жюри распределило места по возрастным группам и в творческой категории:
Московский отборочный тур World Robot Olympics оказался чрезвычайно интересным событием. Причем как для участников, неотрывно следивших за напряженным ходом соревнований, так и для зрителей, которые с не меньшим интересом следили за демонстрацией творческих проектов. Пусть же конструкторам всегда сопутствует профессиональный успех, который обязательно повлечет за собой финансовый. И главное — не терять интерес и оригинальный взгляд на стандартные детали.
