Malo istorije:

 Prvo takmičenje je održano 1994. godine sa devet ekipa iz četiri zemlje, dok je prošlogodišnje okupilo 50 ekipa iz 31 zemlje. Na takmičenju mogu da učestvuju samo po tri ekipe iz svake zemlje, što znači da one zemlje koje imaju više ekipa treba da organizuju svoja izborna takmičenja (Nacionalne kupove) na kojima će biti izabrani najbolji. U ovom trenutku nacionalna takmičenja imaju samo Francuska, Švajcarska, Belgija, Španija, Nemačka, Austrija, Češka, Rusija i mi. Svakako je najimpresivnije francusko nacionalno takmičenje na kojem učestvuje oko 200 ekipa. Mi smo na EUROBOT takmičenju učestvovali već 9 puta i uvek imali zapažen uspeh (2003. godine smo osvajili 5-to mesto u Evropi, dok su 2006-te godine naše tri ekipe zauzele 3-će, 6-to i 11-to mesto, dok smo 2012. godine zauzeli 3-će i 4-to mesto, što nas svrstava u red veoma uspešnih zemalja).

 Nacionanlna takmičenja imamo već jedanaest godina i naredno će biti dvanaesto. Za ovogodišnje nacionalno takmičenje se prijavilo 18 timova iz Novog Sada, Subotice i Beograda. U želji da domaćem auditorijumu prikažemo i inostrane ekipe na ovogodišnjem takmičenju će učestvovati i dve ekipe iz Francuske: ekipa SUPAERO sa univerziteta u Tuluzu koja je 2004. godine bila prvak Evrope i ekipa ISTY mécatronique univerziteta u Versaju.

 Ove godine će prvi put u našoj zemlji biti organizovano takmičenje Eurobot Junior u kome su učesnici deca uzrasta do 18 godina. Ovo takmičenje će biti održano istovremeno kad i glavnio Eurobot takmičenje. Učestvovaće 7 ekipa čiji su članovi polaznici kurseva Mala škola elektronike koju čine deca uzrasta od 7 do 14 godina.

Zadatak koji treba realizovati:

 Takmičenje se odvija tako što se svake godine pravi robot sa potpuno novim karakterstikama. Naime, sudijski komitet EUROBOT-a u septembru formuliše zadatak radi čijeg rešavanja ekipe tokom naredne godine treba da realizuju robote. Tema ovogodišnjeg takmičenja je istraživanje praistorije, odnosno roboti imaju zadatak da putuju kroz vreme, i odlaze u praistorijsko doba kako bi pomogli čoveku da preživi u teškim uslovima.

Slika br.1 Logo takmičenja Eurobot 2014

 Roboti imaju nekoliko zadataka da ispune tokom svoje posete pećinskim ljudima. Prvi zadatak je da sakupe vatru i prenesu je u pećinu kako bi se ljudi ugrejali. Drugi zadatak je da ulove mamuta uz pomoć koplja i mreže, kako bi prehranili ljude. Iz istog razloga roboti će sakupljati voće sa stabala koja se nalaze na stolu. Za kraj roboti imaju zadatak da ostave sliku na zidu pećine kako bi je buduće generacije pronašle. Na stolu dimenzija 2×3 metra se nalazi veliki broj slučajno raspoređenih drvenih trouglova (obojenih u crvenu sa jedne, i žutu boju sa druge strane) koji predstavljaju vatre koje robot sakuplja. Voće koje robot sakuplja je predstavljeno obojenim čepovima od plute koji su okačeni na improvizovana stabla po stolu. Pošto na stablu postoji i trulo voće (ofarbano u crno) robot ima zadatak da samo zdravo voće (ljubičasto) prenese u korpu.

 

Slika br.2 Voće na stolu

 

 Roboti mamuta love tako što na njega (predstavljenje pločom u obliku mamuta) ispaljuju koplja (loptice za stoni tenis prekrivene čičak trakom koje se zakače za deo koji je na mamutu prekriven drugom stranom čičak trake) ili hvatanjem u mrežu koja mamutu treba da „oteža“ kretanje.

Slika br.3 Mamut koga love roboti u sklopu ovogodišnjeg zadatka

 Robot ima mogućnost da na zidu (predstavlja zid pećine) zakači sliku koja predstavlja poruku za budućnost.

Slika br.4 Mesto za postavljanje poruka

 

 Svaka od ovih akcija i zadataka koji roboti izvrše nosi određen broj poena koji se na kraju meča sabiraju. U meču učestvuju dva robota (jedan žuti i jedan crveni). Pobednik je onaj robot koji tokom meča koji traje 90 sekundi sakupi više poena.

 

 Važno je da se napomene da su tokom meča roboti potpuno autonomni, kako u energetskom tako i u upravljačkom smislu, i da nakon startovanja potpuno sami obavljaju zadatak i rešavaju sve nastale situacije. Realizacija ovakvih uređaja je veoma ozbiljan i složen zadatak pa studenti ulože veliki napor da bi ih doveli do takmičarskog nivoa.

Takmičenje i pravila:

 Pravila takmičenja i opis zadatka za tekuću godinu se objavljuju početkom oktobra i važe za svi timove u Evropi. Pravila takmičenja su veoma detaljna (oko 40 strana) i možete ih pogledati ovde.

 Pre samog takmičenja sudije proveravaju da li je svaki robot urađen u skladu sa pravilima i da li je funkcionalan. To se naziva homologacijom. Mere se obim, visina, da li su obezbeđeni svi postavljeni zahtevi (npr. na tačno određenom mestu na robotu mora da postoji platforma na koju protivnički tim može (ukoliko želi) da postavi uređaj pomoću kojeg može da detektuje gde se robot trenutno nalazi), proverava se da li su ugrađene komponente dozvoljene, itd. Potom se robot stavlja na takmičarski sto. Prvo se proverava da li je robot sposoban da detektuje prepreku koja se nenadano pojavila pred njim i da li je u stanju da se zaustavi. To mora da bude ispunjeno. Sudar sa protivničkim robotom nije dozvoljen. Zatim se proverava da li su ispunjeni minimalni uslovi za funkcionalnost robota. Robotu se odobrava učešće na takmičenju ukoliko mnimalno može da postigne jedan poen bez protivničkog robota na stolu. Ako to nije u stanju da ispuni, ni njegovo učesvovanje na takmičenju nije opravdano. 

 

 Pre toga, ukratko, za one koji nisu upoznati, DARPA je agencija u okviru Ministarstva odbrane Sjedinjenih Američkih Država zadužena za finansiranje , istraživanje i razvoj novih tehnologija, kojima bi se koristila američka vojska (neformalno ih zovu centar ludih naučnika američke vojske).

Jedan od najuticajnijih projekata ove agencije je zasigurno razvoj prethodnika modernog interneta koji danas koristimo, zvanog ARPANET. DARPA je dosad već organizovala velika robotska takmičenja, DARPA Grand Challenge, gde su se ekipe takmičile da razviju autonomno vozilo, sposobno da samo savlada velika prostranstva, van puta, u određenom vremenskom intervalu. Nastavak ovog takmičenja je zahtevalo slične sposobnosti, ali u urbanoj sredini.

Najnovije robotsko takmičenje DARPA Robotics Challenge (DRC), u trajanju od 2012. do 2014. godine, fokusira se na razvoj humanoidnih robota čija je namena održavanje i obavljanje kompleksnih radnji u opasnim i zagađenim sredinama, koje su inače projektovane da u njima rade ljudi. Ovaj tip zadatka je pretežno “inspirisan” katastrofom u japanskoj nuklearnoj elektrani Fukushima Daiichi iz marta 2011. ali takođe i kao podstreh da se ubrza razvoj humanoidne robotike i da se dosadašnja teorija pretvori u nešto što se može i konkretno iskoristiti. Kao nusprodukt toga, dolazi i do razvoja globalnih simulacionih i softverskih platformi na kojima bi se zasnivao dalji razvoj.

Da bi dorastao ovom zadatku, robot mora biti sposoban da se snađe u sledećim situacijama, koje predstavljaju radno okruženje nakon (nuklearne) katastrofe:

1. Da doveze pomoćno vozilo do radne zone.
   {youtube}3CjxZlhHiXA|640|360{/youtube}
2. Samostalno pređe peške preko gomile betonskih blokova/kamenja.
   {youtube}_lEjCmFVhYA|640|360{/youtube}
3. Otkloni otpad koji zakrčuje ulaz.
   {youtube}iuysZlrINqU|640|360{/youtube}
4. Otvori vrata (sa kvakom) i uđe u zgradu.
   {youtube}YQvEy3qTm8c|640|360{/youtube}
5. Popne se uz stepenice i hoda po stazi
   {youtube}EMrSRcNIqIs|640|360{/youtube}
6. Koristi alat dizajniran za ljudsku upotrebu da probije betonski panel/zid.
   {youtube}ShtL12YQE7g|640|360{/youtube}
7. Pronađe i zavrne ventil cevi koja curi.
   {youtube}T5No8jgDp5E|640|360{/youtube}
8. Poveže vatrogasno crevo na hidrant i odvrne slavinu.
   {youtube}ICBAbYC9Ib8|640|360{/youtube}

 Detaljniji opis svake od pomenutih etapa mozete naći na engleskom jeziku na oficijalnoj stranici takmičenja i na video klipovima ispod svake od stavki.

 U okviru DARPA takmičenja razvijeni hardver i softver timova učesnika proverava se tokom tri podjednako bitna događaja. Najpre se vrše simulacione probe, juna 2013. gde su timovi u virtualnom okruženju na jednostavnim zadacima isprobali svoje programe. Nakon toga, roboti su se isprobali i na praktičnom poligonu 20. decembra 2013. godine, u 8 etapa, postavljenim da predstave gorepomenute situacije. Kako se svaki od robota učesnika pokazao, ukoliko ste propustili, možete videti na Youtube kanalu DRC-a. Konačno finalno takmičenje, predviđeno za 20. decembar 2014. godine, zahtevaće od robota da izvrše nekoliko uzastopnih fizičkih zadataka u uslovima otežane komunikacije sa ljudskim operaterima koji upravljaju njima. U okviru ovog poslednjeg takmičenja, timovi će se boriti za glavnu nagradu od 2 miliona američkih dolara.Svi timovi koji učestvuju su podeljeni u 4 grupe. Grupe A i B finansira DARPA, dok su grupe C i D samofinansirajuće, s tim da timovi iz ove poslednje dve grupe, koje prođu simulacione i preliminarne praktične probe, mogu dobiti DARPA-ino finansiranje. Detaljniji opisi timova iz svake od grupa, sa linkovima do veb stranica istraživačkih grupa kojima timovi pripadaju, nalaze se na sajtu ovog takmičenja.

 Robot “SCHAFT” je proizvod istoimene japanske firme – Schaft Inc., koja ga je konstruisala od nule. Zapravo, tim Schaft (Slika br.2) je začet kao projekat na Tokijskom Univerzitetu (TU) u okviru Jouhou System Kougaku (JSK) laboratorije. S obzirom na to da je ovo državni univerzitet, nije dozvoljen razvoj bilo kakvih projekata finansiranih od strane bilo čije vojne organizacije (što u stvari DARPA – jeste). Stoga, studenti koji su radili na ovom projektu, na čelu sa Yuto Nakanishi-jem, morali su da napuste TU i osnuju sopstveni start- up 2012. godine sa sedištem u Tokiju, da bi mogli dobiti finansiranje od DARPA-e i učestvovati na ovom takmičenju. Nedelju dana pred ovo takmičenje (zvanično 4. decembra 2013.), Google Inc. je među ostalim robotičarskim kompanijama, kao npr. Boston Dynamics, postao vlasnik i Schaft Inc-a.

Slika br.2 Schaft tim

 Schaft robot (Slika br.3) je visok 1480mm, težak 95kg i širok 1309mm. robotskoj platformi. Unutar tima je razvijen sopstveni Inteligentni Robotski Kernel, koji upravlja potrebnim softverskim modulima zaduženim za prepoznavanje, planiranje, generisanje pokreta i korisničkog interfejsa. Sam tim se podeljen u tri grupe zaduženih za projektovanje hardvera, softvera i testiranje zadatih scenarija.

Slika br.3 Izgled Schaft robota

 Jedna od novosti koje je ovaj tim uveo i patentirao, je nova vrsta aktuatora, koja omogućava mnogo jaču izlaznu silu i momenat, od onog koji je trenutno prisutan kod postojećih humanoida. Ova tehnologija je prvi put predstavljena u vidu Urata noge (naziv je dobila po Junichi Urata-i koji ju je razvio u okviru svog doktorata u saradnji sa AIST institutom.

Glavni koncept ove noge leži u tome da su standardni servo motori, zamenjeni motorima napajanim preko kondenzatora i sa vodenim hlađenjem, što im omogućava da daju jake izlaze, ne gubeći na kompaktnosti (Slika 3). Gorepomenute robotske noge su zasnovane na ovom principu (Slika br.4), sa drajverima motora koji daju visok napon i struju pomoću kondenzatora od 13.5 F, što dalje ima za posledicu da motori daju jake izlazne momente i velike brzine, a da su pritom pouzdani. Na ovaj, način njihov modifikovani Maxon motor od 200 W moze da dostigne brzinu od 1000°/s i momenat od 350 Nm, na kolenu prototipa robota prikazanog na slici 4. Da bi uspešno odgovorio na poremećaje iz okoline, npr. ako ga neko šutne, koristi se sistem za upravljanje ravnotežom, koji prepoznaje ove poremećaje i u 1 ms izračuna 170 mogućih kandidatskih pozicija na koje bi stopalo trebalo da se postavi da bi odolelo poremećaju i da robot ne bi pao.

Slika br.4 Motor sa vodenim hlađenjem, njegov drajver i ruka koju pogoni

Slika br.5 Urata noge

 Robot Schaft se najbolje pokazao na DARPA-inim praktičnim probama, u poređenju sa ostalim robotima, što se moze videti na finalnoj tabeli (Tabela br.1) :

Tabela br.1

Ostali timovi koji su učestvovali, ali se nisu plasirali u prvih 8 kojima će DARPA finansijski pomoći dalji razvoj:

Tabela br.2

 Što se pojedinih disciplini tiče, Schaft se najbolje pokazao prilikom prelaska preko gomile betonskih blokova, pri penjanju uz stepenice i otklanjanju otpada koji zakrčuje ulaz. Što se vožnje vozila tiče, robot WRECS je postigao najbolji rezultat, a THOR prilikom zavrtanja ventila na cevi. Tim sa floride IHMC je bio najbolji pri otvaranju vrata i probijanju kroz zid.

Iako roboti koji su bili prikazani na DARPA-inom takmičenju predstavljaju “crème de la crème” današnje humanoidne robotike i izgledaju kao da su izašli iz naučnofantastičnih filmova, oni su ipak još uvek poprilično slabi što se efikasnosti tiče. Naime, uprkos tome što na kraju (ponekad) uspeju da odrade zadatak, to se dešava nakon mnogo padova, grešaka, intervencija timova i takođe mnogo, mnogo vremena, što je neprihvatljivo u realnim situacijama. Da bi ovi humanoidi bili potpuno autonomni, potrebno je da budu sposobni da samostalno prepoznaju objekte iz svoje sredine i teren, ali takodje i da samostalno donose odluke. Na primer, da nadju bušilicu i da zaključe kako da joj pristupe i iz kog pravca i kojim zahvatom da je uzmu.

Pored svega, ovo takmičenje je dalo presek trenutnog stanja, ali i ubrzalo i koncentrisalo razvoj i nadamo se utabalo put za dalji napredak i praktičnu primenu servisnih robota. Kompleksni hod, naročito na neravnom terenu, se sa dobrim rezultatima primenjuje na robotskim sistemima, koji odolevaju spoljašnjim poremećajima i pomoću dvoručne manipulacije mogu da interaguju sa okolinom primarno dizajniranom za ljude.

Nastavkom u ovom tempu intenzivnog rada, sve ove funkcionalnosti bi se trebale dovesti unutar granica prihvatljivih. Ostaje da se vidi koliki će biti pomak do 20. decembra 2014. kada će se ovi roboti ponovo suočiti sa još realnijim situacijama i oštrijim uslovima, ali takođe i naučnim svetom i gledaocima sa još većim iščekivanjima i podignutom lestvicom kriterijuma.

---

Evo još nekoliko slika sa takmičenja:

 {gallery}baza_znanja/darpa_robotika/galerija{/gallery}

 Još jednom, ukratko, da podsetimo koja su bila pravila ovogodišnjeg takmičenja pod nazivom ”Happy Birthday”. I ovo godine je bilo moguće da ekipe imaju po dva robota na stolu. Jedan od zadataka je da se otvore pokloni, gde je svaka ekipa imala da otvori po četiri poklona. Rođendanska torta se nalazi nasuprot poklona i ona nije još završena. Potrebno je da postaviti višnje na tortu. Višnje čine loptice za stoni tenis, koje je potrebno ubaciti u koš na vrhu torte.

 

 Nakon što su višnje postavljene na tortu, roboti trebaju da ugase svećice. Svećice predstavljaju teniske loptice koje treba udariti i potisnuti u čašu. Nakon toga, na sredini stola imamo postavljenje čaše koje preba prikupiti i složiti u piramidu. Više detalja o pravilima možete pronaći ovde.

 

 E sad da se vratimo samom takmičenju. U prava dva kola odmah su se izdvojili favoriti za eliminacione runde. Posle petog kola ekipa Robotrhill bila je prva sa skoro duplo više poena od drugoplasirane ekipe Isty mecatronique. U prvom polufinalu sastali su se Robotrhill i Mehatroničar, a u drugom Electropioneer i Isty Mecatronique. 

 

 Robotrhill potvrdio je dominaciju i plasirao se u finale, dok je neizvesno bilo u drugom polufinalu. Iako je ekipa Electropioneer sakupila više poena i više odradila od francuske ekipe, izgubila je u polifinalu, da bi se kasnije takmičila za treće mesto koje je i osvojila. Razlog poraza su višnje, među kojima je imalo i pokvarenih koje nisu smele da se ubace u koš. Ako se ubace pokvarene višnje onda ekipa dobija negativne poene.

 U finalu je slavila ekipa Robotrhill i tako osvojila Nacionalni kup u robotici i put na finalni turnir Eurobot 2013, koji će biti održan od 9. do 12. maja 2013.godine u mestu La Ferté-Bernard u Francuskoj. Sami ulazak u polufinale francuske ekipe, značilo je da će sve naše ekipe, koje su se plasirale u polufinale, putovati na finalni turnir. Tako je i ekipa Mehatroničar, koja je bila četvrtoplasirana, osvojila plasman na finalni turnir.

---

{gallery}vesti/eurobot_open_2013/galerija{/gallery}

 U nastavku teksta upoznaćemo vas sa najzanimljivijim robotima koji će učestvovati na takmičenju:

• ATLAS

DARPA obećava razvijanje nove verzije ATLAS robota prikazanoj na slici, koja bi trebalo biti završena i puštena u rad do juna 2013. godine. Atlas je opremljen sa 27 hidrauličnih aktuatora, 2 kompjutera, različitim senzorima i zaštitnim omotačem.

• OSRF

Simulacioni softver ovog robota već je dostupan u beta verziji 1.0. i prikazan je na slici desno. Vremenom će simulatoru biti dodavani različiti softverski moduli kako budu razvijani. Takođe ga razvija DARPA.

• CHIMP

Razvija ga „Carnegie Mellon” Univerzitet – (CMU), član „National Robotics Engineering“ Centra – (NREC) i služiće za izvršavanje zadataka u opasnim sredinama. Biće izrađen u ljudskom obliku ali je smanjena kompleksnost softvera rešenjem zasnovanim na statičkom, a ne dinamičkom održavanju ravnoteže.

• HUBO

Hubo je dvopedalni robot u ljudskoj veličini, a razvijaće ga „Drexel“ Univerzitet. Dizajniran je da odgovori svim testovima u zahtevima DARPA.

• Guardian

„Raytheon” je predložio novog, laganog, robustnog i spretnog humanoidnog robota sa ljudskim razmerama pod nazivom Guardian. Ovaj robot će biti izrađen na egzoskelet konceptu, sa inovacijama kao što su: veliki opseg pokreta, visoki obrtni momenti zglobova (snage aktuatora) i uopšte visokom energrtskom efikasnošću.

• HRP-2

„SCHAFT Inc.” je predložio rešenje za već posojećeg dvopedalnog robota HRP-2 sa proverenim hardverom i softverom. Naime reč je o izradi novog karnela u kome će se kombinovati potrebni softverski moduli za prepoznavanje, generisanje pokreta, planiranje, kontrole kretanja i korisničkog interfejsa.

• THOR
  

„Virginia Tech” je predložila razvoj robota THOR za taktično rešavanje opasnih situacija, sa dosta inovativnih tehnologija koje za cilj imaju razvijanje robota koji je harverski otporan, sa robustnom autonomijom i intuitivnim interfejsom.

• RoboSimian
  
  „NASA Jet Propulsion Laboratory-JPL“ je predložila razvoj robota pod nazivom RoboSimian, koji će izvršavati kompleksne zadatke navođenjem od strane operatera. Naravno, koristiće se harverska i softverska rešenja koja su već razvijena od strane „NASA JPL“. 

 Pored nabrojanih robota koji se istovremeno razvijaju od stane DARPA i navedenih institucija ili kompanija, postoji i mogućnost samostalnog razvijanja robota za ovo takmičenje, što će verovatno dovesti do velikog broja učesnika a time i do velikog napretka u ovoj oblasti u celom svetu.

 DARPA je osnovana 1958. godine i od tada je učestvovala u mnogim revolucionarnim projektima kao što su: razvoj računarske mreže ARPANET koji je kasnije prerastao u Internet, postavila je osnove Globalnog Pozicionog Sistema – GPS, razvoj veštačke inteligencije, itd. Danas ima oko 240 zaposlenih i budžet od oko 2 milijarde dolara.