معرفی لیگ های مسابقات ربوکاپ (Robocup)، یکی از معتبرترین مسابقات جهانی رباتیک
14 جولای 2021 2024-04-15 16:58معرفی لیگ های مسابقات ربوکاپ (Robocup)، یکی از معتبرترین مسابقات جهانی رباتیک
معرفی لیگ های مسابقات ربوکاپ (Robocup)، یکی از معتبرترین مسابقات جهانی رباتیک
از همان دوران کودکی عاشق سر و کله زدن با سیم‌ها و مدارها بودید، و رویای ساخت یک ربات همه‌فن‌حریف را در سر می‌پروراندید؟
خبر خوب این‌که برای استعدادهایتان یک مسابقه‌ی جذاب رباتیک به نام مسابقه‌های ربوکاپ هر ساله برگزار می‌شود. مسابقه‌ای که لیگ‌های مختلفی دارد و انقدر مهم و پیشرفته‌است که برای خودش فدراسیون جهانی دارد و یک چشم دنیا به دستاوردهای این مسابقات است.
اما مسابقات رباتیک ربوکاپ از چه بخش‌هایی تشکیل شده‌است؟ اگر دوست دارید برای مسابقات ربوکاپ دانش‌آموزی آماده بشوید، یا با بخش‌های مسابقه ربوکاپ و انواع رباتهای مسابقه ربوکاپ آشنا شوید؛ در این مقاله همراهمان باشید تا از سیر تا پیاز مسابقات ربوکاپ را با هم بررسی کنیم.
تاریخچه مسابقات ربوکاپ
Robocup از دو اسم robot soccer (فوتبال رباتی) و world cup یا همان جام‌جهانی فوتبال تشکیل شده‌است. چرا؟ برایتان می‌گوییم.
حوالی سال 1992 پروفسور آلن مک‌ورث برای اولین بار از دانشگاه بریتیش کلیمبیا ایده‌ی مسابقات رباتیک را در یک مقاله منتشر کرد. اسم این مقاله رباتهای بینا بود. کمی بعد این مقاله به شکل کامل‌تری در کتابی به اسم computer Vision: System, Theory, and Applications منتشر شد.
از آن‌جایی که ژاپنی‌ها از همان اول هم سرشان برای ساختن ربات درد می‌کرد، شروع به بررسی امکانات برای برگزاری مسابقات فوتبال رباتیک کردند. نتیجه‌ی این بررسی‌ها شروع به کار اولین لیگ فوتبال رباتیک به نام robot j league بود که توسط سه استاد به نام‌های مینورو آسادا، یاسو کنیوشی و هیرواکی کیتانو برگزار شد.
مسابقات ربوکاپ به تدریج پیشرفت کرد و از سال 1996 به شکل رسمی و در غالب یک لیگ جهانی (چیزی شبیه به جام جهانی فوتبال) شروع به کار کرد.
اما همه‌ی دنیا که فوتبال نبود؛ ربات‌ها هزار و یک استفاده‌ی دیگر هم داشتند. برای همین هم پای رشته‌های دیگری مثل لیگ رباتهای امداد و نجات و لیگ رباتهای خانگی به ماجرا باز شد.
دانش‌آموزان و دانشجویان ایرانی هم چندان بی‌کار نبودند و از حدود سال 1998 در مسابقات ربوکاپ شرکت کردند. خوب است بدانید اولین دوره مسابقات ربوکاپ آزاد ایران به میزبانی دانشگاه قزوین در فروردین ماه سال 95 برگزار شد. در این مسابقات رباتیک حدود صد تیم در هفت رشته با یکدیگر رقابت کردند.
این روزها رقابت‌های ربوکاپ در دوبخش دانش‌آموزی یا جوانان ویژه دانش‌آموزان 14 تا 19 سال و بخش دانشجویی یا بزرگسال برگزار می‌شود.
بعد از خواندن تاریخچه مسابقات ربوکاپ دوست دارید با بخش‌های مسابقه ربوکاپ بیشتر آشنا بشوید؟ اگرجوابتان مثبت است با ما به بخش بعد بیایید.
بخش‌های مسابقه ربوکاپ؛ معرفی رشته‌ها
لیگ شبیه سازی فوتبال
لیگ فوتبال شبیهسازی در سه بخش شبیهسازی دو بعدی، شبیهسازی سه بعدی و بخش مربی انجام می‌شود. نکته‌ی جالب این لیگ این است که در آن هیچ خبری از ربات‌ها نیست. این دیگر چطور لیگ رباتیکی است؟
دست‌اندراران لیگ شبیهسازی روی سرور اصلی مواردی مثل وزن توپ، جهت وزش باد و … مشخص میکنند و حالا شرکت‌کنندگان باید با طراحی برنامه‌ی هوشمند بازیکن‌هایی را طراحی کنند.
بازیکن‌هایی که بتوانند در لحظه با توجه به شرایط مسابقه، شرایط هم‌تیمی‌ها و… تصمیمات درست بگیرند و از استراتژی‌های صحیح پیروی کنند. نکته‌ی جذاب ماجرا اینجاست که تماشگرها می‌توانند تمام بازی را به شکل یک بازی واقعی روی نمایشگرها ببینند.
هر بازی در دونیمه‌ی پنج‌دقیقه‌ای برگزار می‌شود و تیمی که استراتژی بهتری تعریف کرده و از قابلیت‌های هوش مصنوعی بهتر استفاده کرده‌باشد، برنده است.
لیگ روبات‌های اندازه‌ی کوچک مسابقات ربوکاپ
در مسابقات لیگ رباتهای کوچک یا RoboCup Small Size Soccer League یک زمین با ابعاد 6050 میلی‌متر در 4050 میلی‌متر میزبان دو تیم رباتی است.
هر تیم می‌تواند از پنج ربات با ابعاد ارتفاع 15 سانتی‌متر و قطر 18 سانتی‌متر استفاده کند. حالا این ربات‌ها چه کار میکنند؟
در اطراف زمین دوربین‌هایی(معمولا دو دوربین) در ارتفاع چهار متری از سطح زمین نصب شدند. این دوربین‌ها قابلیت تصویربرداری با سرعت چهل تا شصت فریم در ثانیه را دارند. تصاویر خام از طریق پردازشگرها و با کمک نرم‌افزار پردازش می‌شود و بعد اطلاعات مختلف راجع به موقعیت ربات‌ها و شرایط زمین و … به شرکت‌کنندگان ارسال می‌شود.
حالا نوبت هوش مصنوعی است که وارد بازی بشود. هوش مصنوعی بر اساس اطلاعات ارسال شده از پردازشگرها و سیگنال‌هایی که داور بازی فرستاده‌است، برای هر ربات وظایفی را تعریف می‌کند. این تصمیمات در لایه‌های مختلف بررسی می‌شوند و در آخر از طریق کنترل بی‌سیم تصمیمات به ربات‌ها می‌رسد تا هر کدام وظایف تعریف شده‌شان را انجام بدهند.
بازی رباتهای کوچک به شکل معمول در دو نیمه‌ی ده دقیقه‌ای به همراه یک زمان استراحت پنج دقیقه‌ای بین دو نیمه برگزار می‌شود. البته گاهی به خاطر محدود بودن زمان مسابقات دو طرف بازی با داور توافق میکنند که بازی در زمان کمتری جریان داشته‌باشد.
مرکز آموزشی و کارآفرینی خوارزمی مجری رسمی برگزاری دوره های آموزشی رباتیک به صورت حضوری و آنلاین. ارائه ی گواهینامه بین المللی مورد تایید سازمان آموزش فنی و حرفه ای کشور قابل ترجمه با مهر دادگستری و وزارت امور خارجه
لیگ رباتهای فوتبال اندازه متوسط
در لیگ رباتهای متوسط که در زمینی با ابعاد 18 در 12 متر برگزار می‌شود، پنج ربات حضور دارند. ابعاد این ربات‌ها باید طبق استاندارد فیفا(بله حتی ربات‌ها هم به فیفا ارادت دارند) باشد. یعنی چه ابعادی؟
اگر ربات‌ها مربعی شکل باشند باید اندازه‌شان حدود چهل در چهل سانتی‌متر و اگر دایره باشند باید این دایره قطری حدود پنجاه سانتی‌متر داشته‌باشد. قد ربات‌ها هم نباید از هشتاد‌سانتی‌متر بیشتر بشود و در نهایت ربات‌ها باید وزنشان را روی چهل کیلوگرم نگه‌دارند.
بازی در دو نیمه‌ی ده دقیقه‌ای انجام می‌شود. در طول بازی هیچ‌گونه دخالت انسانی مجاز نیست و انسان‌ها فقط می‌توانند برای تعویض ربات وارد زمین بشوند. تا یادمان نرفته این نکته را اضافه کنیم که تعویض ربات‌ها در طول بازی آزاد است و تیم‌ها می‌توانند با اجازه‌ی داوران یک ربات سالم را جایگزین ربات آسیب‌دیده کنند.
از آن‌جایی که مهمترین نکته در ساخت رباتهای متوسط توانایی تشخیص رنگ آن‌ها و شناسایی زاویه‌هاست، اطراف زمین بازی نشانه‌گذاری شده، و توپ بازی هم نارنجی رنگ است. و ربات‌ها می‌توانند با تشخیص رنگ‌ها و … مسیر بازی را شناسایی کنند. البته کار به همین‌جا ختم نمی‌شود. چون در این فوتبال دروازه‌بان و پنالتی و بازیکن مهاجم(ربات مهاجم) هم داریم که هر کدام وظایف تعریف شده‌ای دارند.
در نهایت هر تیمی که بتواند یک گل یا بیشتر به تیم مقابل بزند، بازیکنانش وظایف تعریف شده را به درستی انجام بدهند و از هوش مصنوعی بهتری استفاده کرده‌باشد؛ برنده‌است.
لیگ رباتهای چهارپا
این لیگ اولین بار به پیشنهاد شرکت سونی و برای رباتهای چهارپای این شرکت که به شکل سگ بودند؛ (sony aibo) و در سال 1999 آغاز به کار کرد. آن موقع تعداد تیم‌ها بسیار کم بود. به تدریج این لیگ هم پیشرفت کرد و در سال 2002 به شکل رسمی تیم‌ها اجازه داشتند بعد از تایید صلاحیت ربات‌ها وارد این لیگ شوند. چرا صلاحیت ربات‌ها باید تایید می‌شد؟
این لیگ به لیگ استاندارد یا standardplatform هم معروف است. تمام رباتهای حاضر در این لیگ دارای مشخصات یکسان هستند و افراد و کامپیوترها حق دخالت در روند بازی را ندارند(در وقع تیم‌ها باید نوعی از هوش مصنوعی را طراحی کنند که توانایی تصمیم‌گیری بدون دخالت را داشته‌باشد)
ساختار استاندارد یکسان برای ربات‌ها باعث می‌شود که تیم‌ها روی قابلیت‌های نرم‌افزاری بیشتر تمرکز کنند و به دنبال ارتقای سطح هوش مصنوعی مورد استفاده‌شان باشند. (نکته‌ای که در رشته‌های شبیهسازی فوتبال هم به آن بیشتر توجه می‌شود.)
حدود سال 2008 سونی اعلام کرد که دیگر قصد تولید رباتهای چهارپا را ندارد. برای همین هم لیگ جهانی با ادغام رقابت‌های رباتهای چهارپا و رباتهای انسان‌نما nao در غالب لیگ استاندارد موافقت کرد.
لیگ رباتهای انسان‌نما مسابقات ربوکاپ
لیگ رباتهای انسان‌نما یکی از بخش‌های جالب مسابقات ربوکاپ است. هدف از ساخت رباتهای انسان‌نما افزایش و توسعه‌ی مهارت‌های ربات‌ها در اندازه‌گیری، توانایی دیداری و جهت‌یابی است.
در لیگ فوتبال رباتهای انسان‌نما ربات‌ها در سه سایز رباتهای کوچک(قد 30 تا 60 سانتی‌متر) متوسط (قد 90 تا 120 سانتی‌متر) و بزرگ(قد 130 تا 160 سانتی‌متر) شرکت میکنند.
مسابقات به شکل انفرادی یا دو به دو برگزار می‌شود. و در آن‌ها ربات‌ها باید بتوانند دریبل بزنند، توپ‌های استاندارد را شوت کنند و یا در ضربات پنالتی گل بزنند.
خوب است بدانید که رباتهای انسان‌نما می‌توانند در مسابقه‌هایی شبیه به المپیک هم شرکت کنند و در رشته‌هایی مثل بلند کردن وزنه، عبور از موانع و … با یکدیگر رقابت کنند.
رقابت‌های امداد و نجات
لیگ شبیه سازی امداد و نجات
در این لیگ تیم‌ها با ساخت نرم‌افزارها و طراحی کدهای مختلف باید یک موقعیت خطرناک تعریف شده را مدیریت کنند. بگذارید کارمان را با یک مثال پیش ببریم. فرض کنید در یک شهر زلزله‌ی بزرگی اتفاق می‌افتد. تیم سازنده و برگزار کننده بازی‌ها این زلزله را با بیشترین جزییات مثل تعداد ساختمان‌های آتش‌گرفته، ذخایر آب موجود در ساختمان‌ها، تعداد مصدومین، ایستگاه‌های پلیس، نیروهای داوطلب و … شبیهسازی می‌کند.
بعد برای تیم‌های شرکت‌کننده وظایفی تعریف می‌شود مثلا مهارکردن آتش ساختمان‌های بخش غربی، نجات مصدومین و … و تیم‌های باید بر اساس برنامه‌هایی که طراحی کردند وارد شهر مجازی بشوند و با کمک الگوریتم‌ها و هوش مصنوعی کارآمد و … وظایفشان را انجام بدهند. یادتان نرود که نوع سانحه و وظایف هر تیم توسط تیم فنی برگزارکننده‌ی مسابقات طراحی می‌شود.
این مسابقات رباتیک با هدف شناسایی مشکلات امداد رسانی در بلایای طبیعی، توسعه و ذخیره‌ی کدهای کاربردی برای مدیریت سوانح مختلف برگزار می‌شود و نتایج آن هم معمولا در اخیار تیم‌های پژوهشی مدیریت بحران قرار می‌گیرد.
قوانین این مسابقات معمولا مربوط به نوع پردازنده‌ها، سیستم‌های عامل مورد استفاده، محیط شبیهسازی و … است که قبل از هر مسابقه توسط تیم فنی اعلام می‌شود.
لیگ رباتهای امدادگر
بسیاری ازمناطق زلزله‌زده یا جنگ‌زده برای ورود انسان‌ها خطرناک هستند. هدف ایجاد لیگ‌های امداد و نجات ساخت و توسعه‌ی ربات‌هایی است که بتوانند در شرایط حساس به کمک انسان‌ها بیایند.
لیگ رباتهای امدادگر معمولا در دوبخش رباتهای پروازی و رباتهای زمینی برگزار می‌شود.
با توجه به قوانین مسابقات رباتهای حاضر در لیگ‌ها معمولا باید بتوانند فعالیت‌هایی مثل عبور از روی موانع تعریف شده(اندازه‌ی استاندارد موانع قبل از مسابقات اعلام می‌شود)، تهیه‌ی یک نقشه‌ی میدانی از محیط آسیب دیده، برقراری ارتباط صوتی و تصویری، نجات مصدومان تعریف شده و یا جابه‌جایی اشیا را انجام دهند.
ربات‌ها باید در بازه‌ی زمانی بیست دقیقه‌ای در زمینی به ابعاد 10 در 6 متر ماموریتشان را به پایان برسانند و هر تیمی که بتواند مصدومین بیشتری را نجات بدهد یا به اهداف تعریف شده با خطای کمتر دست پیدا کند، برنده است.
ﺟﻬﺖ درﯾﺎﻓﺖ ﻣﺸﺎوره ﺗﺨﺼﺼﯽ راﯾﮕﺎن ﺑﻤﻨﻈﻮر ﺷﺮﮐﺖ در دوره رباتیک ﻫﻤﯿﻦ اﻻن با ما تماس بگیرید یا جهت تماس کارشناسان مربوطه با شما فرم زیر را تکمیل نمایید.
اوووپس! نمی توانیم فرم شما را بیابیم.
لیگ ساخت رباتهای سریع
یکی از بخش‌های جنبی مسابقه رباتهای امدادگر چالش ساخت ربات سریع یا rapidly manufactured robot challenge است. در طی این رقابت‌ها شرکت‌کنندگان باید زمینه‌ی ساخت و توسعه‌ی رباتهای کوچک حداکثر سی سانتی‌متری را فراهم کنند.
این چالش به افراد کمک می‌کند تا راه‌های بهینه‌سازی و ساخت ربات‌ها را به شکل موثرتری توسعه بدهند.
تا یادمان نرفته این نکته را هم اضافه کنیم که رقابت انواع رباتهای مین‌یاب و خنثی‌کننده‌ی بمب هم در زیرشاخه‌ی بخش رباتهای امدادگر مسابقات رباتیک قرار می‌گیرد که در لیگ‌های آزاد ربوکاپ حسابی ازش استقبال می‌شود.
بخش دانش‌آموزی: علاوه بر لیگ‌هایی که در بالا اشاره کردیم، لیگ‌های جانبی بخش لیگ رباتهای امدادگر شامل لیگ عبور هزارتو، لیگ rescue line (عبور از خط‌های تعریف شده( هم در بخش دانش‌آموزی مسابقات ربوکاپ وجود دارد.
لیگ عمومی ربات‌ها
لیگ عمومی ربات‌ها یا onstage بخشی از مسابقات ربوکاپ انش‌آموزی است که در آن ربات‌ها باید در زمان دو دقیقه هر چه هنر دارند، نشان بدهند.
این مهارت‌ها شامل حرکات نمایشی، قصه‌گویی، تئاتر و … است و داور‌ها به تیم‌ها در مواردی مثل ظرافت حرکات ربات، تکنیک‌های به کار رفته در ساخت هوش مصنوعی و سایر مسائل فنی، مقاله‌ی فنی ارائه شده و مصاحبه‌ی فنی امتیاز می‌دهند.
لیگ رباتهای خانگی
هیچ کدام از ما از یک ربات که کارهای خانه را انجام بدهد؛ بدمان نمی‌آید. لیگ رباتهای خانگی با همین هدف و برای توسعه‌ی ربات‌هایی که در زندگی روزمره کاربرد داشته‌باشند؛ ساخته شد.
در این لیگ ربات‌ها باید بتوانند صاحبشان را از سایر افراد تشخیص بدهند، در فاصله‌ای مشخص از او (معمولا یک متر) حرکت کنند، اشیای مختلف را جابه‌جا کنند، در یک سطح غیرهموار(مثل پله‌ها) حرکت کنند، نقشه‌برداری انجام بدهند و …
اهداف مسابقات و نوع ربات‌ها معمولا قبل از مسابقه اعلام می‌شود. اما بیشتر رباتهای حاضر در لیگ رباتهای خانگی از نوع رباتهای انسان‌نما هستند و برای پیدا کردن اشیا و افراد مختلف نیاز به سنسورها، پردازنده‌ها و دوربین‌های‌قوی برای تصویربرداری و پردازش تصاویر دارند. که همین باعث پرهزینه شدن رباتهای این بخش شده‌است.
لیگ رباتهای صنعتی مسابقات ربوکاپ
لیگ رباتهای صنعتی تقریبا جدیدترین لیگ از بخش‌های مسابقات ربوکاپ است. تمرکز این بخش در ساخت ربات‌هایی است که بتوانند در کار و صنعت به انسان‌ها کمک کنند.
Robocupindustrial در دو بخش کاری و لجستیک برگزار می‌شود.
دراین بخش‌ها ربات‌ها و هوش مصنوعی باید به شکل یک‌پارچه فرایند تولید یک قطعه‌ی خاص در یک کارخانه را بازسازی کنند. البته بازی به این آسانی نیست و شرکت‌کنندگان باید بازی را طوری جلوببرند که تولید یک قطعه یا بازسازی یک فرآیند تولید در یک کاخانه با کمک هوش مصنوعی به تولید یک محصول مقرون به صرفه ختم بشود.
مرکز آموزشی و کارآفرینی خوارزمی در مسیر یادگیری مهارت های حرفه ای، پیشرفت شغلی، کارآفرینی و توسعه کسب و کار با بهره مندی از دانش و تجربه اساتید متخصص و دارا بودن کادری مجرب در کنار فراهم آوردن محیطی پویا با امکانات روز آموزشی، با افتخار در کنار شما خواهد بود. امیدواریم بتوانیم نقش و سهمی موثر در آینده، جایگاه شغلی و اجتماعی شما مردم کشور عزیزمان ایران داشته باشیم و رسالت اجتماعی خود را به نحو احسن ایفا نماییم.
