Russian Robot Olympiad (Всероссийская робототехническая олимпиада)
Сегодня мы расскажем ещё обо одном соревновании робототехников мирового масштаба. Речь пойдёт о World Robot Olympiad (WRO). В этом событии участвуют 54 страны и больше 1500 робототехников.
Российский этап WRO (RRO или ВРО) проводится с 2004 года, т.е. уже 15 лет! И с 2015 года олимпиада роботов проходит в Иннополисе – городе высоких технологий недалеко от Казани.
Основная часть соревнований WRO проводится на платформе Lego, и это, конечно же, никакая не случайность. Именно Lego – один из главных инициаторов и спонсоров Всемирной олимпиады роботов.
Тем не менее, в олимпиаде роботов есть 2 свободные категории, без ограничений на платформу.
WRO проводится по 4 категориям:
— основная категория;
— Advanced Robotics Challenge (она проходит на английском языке даже в России);
— Футбол роботов;
— Творческая категория.
Подробнее о категориях, возрастных ограничениях и платформах в таблице:
| Категории WRO | Возраст | Оборудование | Максимальный размер |
| Основная | Три категории: Младшая (до 12 включительно) Средняя (13-15 лет) Старшая (16-19 лет) |
Только LEGO® + Датчик цвета HiTechnic |
25 x 25 x 25 см |
| Advanced Robotics Challenge | 17-25 лет | Любое оборудование: любые моторы, датчики и источники питания | 45 x 45 x 45 см |
| Футбол роботов | 10-19 лет | Только LEGO® + мяч и датчики HiTechnic |
Два робота, диаметр 22 см, высота 22 см, вес до 1 кг вкл. |
| Творческая | Три категории: Младшая (до 12 включительно) Средняя (13-15 лет) Старшая (16-19 лет) |
Любой контроллер + любые материалы |
Павильон 2 x 2 x 2 м |
Помимо международных свободных категорий, в RRO есть и собственные категории, которые в 2015 году ввёл Иннополис: летающие и подводные роботы, интеллектуальные автотранспортные системы.
Заметим, что по всем свободным российским категориям нет ограничений на оборудование и язык программирования. Команда может состоять из 1-2 человек, до 3 по некоторым профилям. Подробно российские профили олимпиады (Innopolis Open Robotics) представлены в таблице.
| Название профиля | Возраст | Максимальный размер | Задача робота (2019) |
| «Манипуляционные интеллектуальные робототехнические системы» (Манипуляционные ИРС) | 6-8 класс | 25 х 25 х 25 см | Задание этого сезона называется «Сортировка посылок». Задачи робота заключаются в том, чтобы разместить каждый контейнер в ячейке согласно его цветовой маркировке: в ячейке и грузовом терминале под одним номером адрес назначения контейнера и адрес отделения выдачи совпадают. Также робот должен вернуться в исходное положение. Ключевые компетенции: 1. Создание, чтение и запись значений в массив 2. Поиск в массиве: элемента по индексу, индекса по элементу 3. Сравнение массивов 4. Алгоритмы сортировки массива 5. Планирование маршрута перемещения манипулятора 6. Навигация манипулятора в координатной плоскости 7. Определение цвета предмета из ограниченного набора. |
| «Мобильные интеллектуальные робототехнические системы» (Мобильные ИРС) | 9-11 класс | 26 х 25 х 25 см | Задание олимпиады называется «Развертывание беспроводных сетей». Основное задание олимпиады заключается в том, чтобы сделать робота и запрограммировать его для размещения точки доступа на местности для обеспечения максимально возможного (по количеству секций) покрытия беспроводной сетью. Ключевые компетенции: 1. Представление карты известной местности. 2. Представление графа. 3. Алгоритмы обхода графа. 4. Локализация по заложенной карте. 5. Планирование маршрута. Поиск оптимального пути. 6. Навигация в дискретном пространстве. 7. Одометрия. |
| «Intelligent Autonomous Cars» (Интеллектуальные беспилотные автомобили — БПА) | 13-18 лет | 45 х 25 х 25 см | Задача заключается в разработке модели самоуправляемого автомобиля (роботизированного автомобиля), которая сможет выполнять различные задачи в условиях модельной городской транспортной среды, соблюдая правила дорожного движения. |
| «Intelligent Autonomous Underwater Vehicles» (Интеллектуальные автономные необитаемые подводные аппараты — АНПА) | 13-18 лет | Не более вместительности бассейна | Российские ученые изучили морское дно и составили атлас затонувших Балтийских кораблей. Участникам необходимо провести исследование неизвестного места крушения корабля. Ученые не располагают точной информацией относительно страны, к которой принадлежит судно. Для того, чтобы определить ее, необходимо осмотреть трюм судна и найти какие-либо признаки, определяющие национальность судна. Следующая задача состоит в том, чтобы активировать вспомогательное оборудование, расположенное рядом с местом крушения, которое будет доставлять данные, собранные оборудованием, на поверхность, а также информировать людей наверху – к какой стране принадлежал корабль. Наконец, в последнем задании участникам нужно будет измерить размеры затопленного сейфа, упавшего с корабля в случае аварии, и безопасно всплыть на поверхность в строго определенном районе. |
| «Intelligent Unmanned Aerial Vehicles» (Интеллектуальные беспилотные летательные аппараты — БПЛА) | 13-18 лет | 40 х 40 х 40 см | Задача состоит в том, чтобы построить беспилотный летательный аппарат, способный летать и автономно перемещаться в ограниченном пространстве в комнате. Робот должен выполнять задачи обнаружения и доставки грузов, точного прохождения контрольных точек, облета препятствий и распознавания ИК-сигнала. Все задачи должны выполняться в автономном режиме. |
| «Intelligent Robotic Systems Projects» (Проекты интеллектуальных робототехнических систем) | 13-18 лет | 2 х 2 х 2 м | Команда должна создать городскую инфраструктуру (например: мониторинг городской подсветки с помощью дрона, оценка городского звукового ландшафта с помощью автоматизированного робота (который следует по заданному пути) и интегрировать его с цифровой платформой города. Проект должен быть создан в соответствии с концепцией умного города и представлять собой единую систему интеллектуальной городской инфраструктуры и веб-приложения. |
Задания на предстоящий сезон ВРО становятся известными в начале учебного года. Финал ВРО проводится в начале лета. Региональный отбор на российский этап олимпиады проводится более чем в 45 городах России.
Темы и задачи 2019 года для международных категорий:
| Категория | Тема-2019 | Задача-2019 | Платформа |
| Основная младшая группа (до 12 включительно) | Интеллектуальный пассажирский транспорт | Задание состоит в том, чтобы разработать робота, который сможет действовать как настоящее автономное, беспилотное такси, которое доставит пассажиров из начальной позиции в место назначения. Ключевые компетенции: 1. Движение до объекта и/или ориентируясь по объекту (цветная область покрытия, предмет). 2. Захват и транспортировка предмета в одной и той же плоскости. 3. Распознавание цвета объекта из набора 6 стандартных цветов (красный, желтый, зеленый, синий, белый, черный). 4. Структурная декомпозиция. Операторы выбора, повтора. Процедуры, функции. 5. Арифметические операции, остаток от деления, модуль числа. 6. Работа с переменными. |
Только LEGO® + Датчик цвета HiTechnic |
| Основная средняя группа (13-15 лет) | Интеллектуальное освещение | Задание заключается в разработке робота, который сможет заменить старые лампочки на интеллектуальные светильники. Робот заберет новые интеллектуальные источники света из хранилища и доставит их в разные комнаты (красные, синие, желтые и зеленые зоны) в здании. Кроме того, робот найдет старые лампочки и доставит их в зону отходов. Таким образом, робот сможет модернизировать систему освещения в здании и помочь в экономии энергии. Ключевые компетенции: 1. Движение до объекта и/или ориентируясь по объекту (цветная область покрытия, предмет) 2. Захват и транспортировка предмета. Подъем и опускание предмета на одну и ту же плоскость 3. Распознавание цвета объекта (кроме Стен) из набора 6 стандартных цветов (красный, желтый, зеленый, синий, белый, черный) 4. Структурная декомпозиция. Операторы выбора, повтора. Процедуры, функции 5. Арифметические операции, остаток от деления, модуль числа 6. Работа с переменными 7. Работа с массивами |
Только LEGO® + Датчик цвета HiTechnic |
| Основная старшая (16-19 лет) | Умная сеть | Задание заключается в создании робота, который модернизирует сеть в городе, устанавливая новые беспроводные узловые устройства и оптическую сеть между ними. Ключевые компетенции: 1. Движение до объекта и/или ориентируясь по объекту (цветная область покрытия, предмет). 2. Захват и транспортировка предмета. Подъем и опускание предмета на разные плоскости. 3. Распознавание цвета объекта из набора 6 стандартных цветов (красный, желтый, зеленый, синий, белый, черный). 4. Структурная декомпозиция. Операторы выбора, повтора. Процедуры, функции. 5. Арифметические операции, остаток от деления, модуль числа. 6. Работа с переменными. 7. Работа с массивами. |
Только LEGO® + Датчик цвета HiTechnic |
| Advanced Robotics Challenge | Умная теплица | Теплица — это замкнутая структура, которая обеспечивает регулируемый климат для растений. Теплица представлена открытым квадратным столом. Теплица содержит растения, которые представлены небольшими кубиками, лежащими на верхней части коробок. Коробки представляют собой различные климатические условия, которые отличаются освещенностью и потеплением. Есть 5 коробок 5 разных цветов и вверху каждой коробки есть 4 маленьких кубика, которые не одного цвета с коробкой. Коробки не имеют фиксированного положения внутри таблицы. Робот должен стартовать из зоны парковки, представленной белым ящиком, который имеет открытую сторону. | Нет ограничений |
| Футбол роботов | Две команды из двух автономных роботов гонятся по полю за мячом, излучающим инфракрасный свет. Их цель – забить противнику как можно больше голов. Роботы могут обмениваться данными по bluetooth. | LEGO Mindstorms (NXT или EV3) и датчики HiTechnic (цвета, компас, детектор ИК излучения) | |
| Творческая | Концепция «умного города». Темы: 1. Умное управление. 2. Умное рабочее место. 3. Умное образование. |
Задание заключается в том, чтобы придумать инновационные идеи в сферах управления (1), рабочего места (2) и образования (3), в которых роботы играют какую-либо роль. | Нет ограничений |
Если в вашем регионе всё-таки нет представителя олимпиады, то возможны 2 варианта: найти организацию, которая захотела бы стать таким представителем или пройти прямой отбор на заключительный этап Всероссийской робототехнической олимпиады.Чтобы принять участие в ВРО, нужно выбрать категорию и собрать команду. Тренер должен зарегистрировать команду на сайте. Далее нужно выполнить задание и пройти отбор. Во многих регионах есть региональные представители олимпиады роботов, их данные есть на сайте ВРО.
Кстати, наша страна участвует в WRO с самого начала. И показывает достойные результаты: в 2017 году сборная России завоевала 5 золотых медалей из 8, заняв первое место в общекомандном зачёте, в 2018 году результаты были скромнее – всего 3 медали.
В этом году финал WRO состоится 8-10 ноября в Венгрии. Будем болеть за наших робототехников!
