Frederico Miguel Santos

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1 Frederico Miguel Santos DEE ISEC DETI/IEETA - UA Sumário 1. RoboCup 1. descrição / objectivos 2. MSL - futebol,,porquê? 2. CAMBADA 1. descrição / objectivos 2. evolução 3. hardware 4. software: coordenação de alto nível 3. Vídeo final da competição RoboCup2008 MSL 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 2

2 RoboCup descrição RoboCup p( ( p Iniciativa internacional que tem como objectivo promover a investigação em robótica e em áreas com ela relacionadas Problemas propostos: Futebol Robótico (RoboCup soccer) Missões de Socorro e Salvamento com Robôs, em situações de catástrofe (RoboCup Rescue) Robótica doméstica A RoboCup Federation organiza todos os anos, desde 1997, o evento mundial que inclui: Conferência Competições 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 3 RoboCup objectivo Ter, em 2050, uma equipa de robôs humanóides que defronte e vença a equipa humana campeã do mundo! 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 4

3 RoboCup MSL futebol, porquê? O futebol robótico é um exemplo de jogo colectivo complexo em que vários robôs têm que cooperar, de forma autónoma, para atingir i o objectivo global desejado Cada robô/agente terá que desempenhar tarefas individuais: id i Identificar os objectos relevantes no campo (bola, balizas, adversários, obstáculos), Auto localizar-se li no campo, evitar os adversários, conduzir a bola, apanhar a bola, chutar a bola Et tarefas colectivas: Passar a bola a um colega de equipa Assumir posicionamento táctico no campo Assumir, de forma dinâmica, um papel no jogo (por ex. defesa, atacante) Realizar jogadas estudadas 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 5 RoboCup MSL futebol, porquê? O campo de jogo constitui também um ambiente dinâmico adverso com objectos que se movem a grande velocidade, alguns deles de forma racional contra a nossa equipa Os robôs têm um conhecimento muito reduzido do ambiente que os rodeia Os robôs têm que lidar com um elevado grau de incerteza na tomada de decisões, uma vez que a informação que recolhem do ambiente que os rodeia é muito incompleta e sujeita a ruído 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 6

4 RoboCup MSL futebol, porquê? Os robôs que jogam futebol são máquinas complexas que envolvem a utilização de um vasto leque de tecnologias: Mecânica Electrónica (microcontroladores, processamento de sinal, visão artificial - processamento de imagem, comunicações, controlo, etc.) Concepção de agentes autónomos, cooperação entre agentes, fusão sensorial, aprendizagem, raciocínio em tempo real, etc. 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 7 RoboCup MSL liga dos robôs médios Equipas de, até, 5 robôs Completamente autónomos Dimensões máximas: 50cm x 80cm Peso máximo: 40 kg Dimensões do campo 18 x 12m Jogos: 2 partes de 15 min cada Os robôs podem comunicar entre si e com um computador externo completamente autónomo (actuando como treinador) 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 8

5 Liga dos robôs médios (MSL) Todas as decisões são baseadas em informação recolhida pelos robôs Alguns elementos do jogo têm cores pré-definidas: Verde (campo) Preto (robôs) Branco (linhas) Cor de laranja (bola) A partir de 2010 a bola passará a ser uma bola FIFA standard 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 9 CAMBADA descrição / objectivos CAMBADA é um acrónimo de: Cooperative Autonomous Mobile robots with Advanced Distributed Architecture O projecto CAMBADA começou oficialmente em Outubro de 2003 Robôs concebidos e construídos no DETI-UA 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 10

6 CAMBADA objectivos Promover a investigação na área da robótica móvel autónoma no Dep. de Electrónica Telecomunicações e Informática da UA Participar em competições, na categoria MSL: nacionais Robotica 20xx internacionais RoboCup, GermanOpen 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 11 CAMBADA evolução Competição nacional (há 5 equipas em Portugal): Robotica º lugar Robotica º lugar Robotica º lugar Robotica º lugar Robotica º lugar Competição mundial: RoboCup2004 (Lisboa, Portugal) DutchOpen2006 (Eindhoven, Holanda) RoboCup2006 (Bremen, Alemanha) RoboCup2007 (Atlanta, Estados Unidos) 5 º lugar RoboCup2008 (Suzhou, China Julho/2008) 1 º lugar 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 12

7 CAMBADA hardware Sistema de visão Computador Central Electrónica de controlo Sistema de chuto (kicker) Motores e baterias 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 13 CAMBADA hardware Construção modular Fácil acesso aos componentes mecânicos e electrónicos 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 14

8 CAMBADA hardware Características principais 70cm de altura, 22 Kg Velocidade máxima: 2 m/s Movimento holonómico Chutador electromagnético programável com 50 níveis de força de chuto Alimentado por 3 baterias Autonomia: melhor que 1 jogo 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 15 CAMBADA hardware M3 y M2 Movimento holonómico O robô pode mover-se em qualquer direcção Pode executar movimentos complexos. Exemplos: Ir em frente rodando sobre ele próprio Rodar em torno de um ponto exterior ao robô, por exemplo a bola O movimento pretendido é obtido através do controlo da velocidade em cada roda M1 video x 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 16

9 CAMBADA hardware O sistema de visão é constituído por duas câmaras: frontal e omnidireccional campo com 8x6m (muito mais pequeno que o campo oficial) 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 17 CAMBADA coordenação de alto nível A atitude do robô no jogo é desenvolvida através de um conjunto de competências básicas. Exemplos: Evitar os obstáculos Apanhar a bola Conduzir a bola Chutar a bola Auto localizar-se no campo Com essas competências básicas é possível atribuir papéis aos jogadores. Exemplos: Guarda-redes Apanhar a bola, chutar a bola (sem sair da zona da baliza) Defesa Apanhar a bola Atacante Conduzir a bola, passar a bola para um colega ou chutar à baliza 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 18

10 CAMBADA coordenação de alto nível Comportamentos básicos: evitar obstáculos (adversários) video 12 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 19 CAMBADA coordenação de alto nível Comportamentos básicos: apanhar a bola video 12 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 20

11 CAMBADA coordenação de alto nível Papéis: guarda redes, defesa video 12 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 21 CAMBADA coordenação de alto nível Troca dinâmica de papéis: atacante defesa video 12 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 22

12 CAMBADA coordenação de alto nível Jogadas estudadas (bola parada) video 12 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 23 CAMBADA coordenação de alto nível Comportamento Cooperativo video 12 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 24

13 CAMBADA coordenação de alto nível Comportamento Cooperativo: passes sucessivos 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 25 RoboCup2008 FINAL CAMBADA 7 : 1 TechUnited (Holanda) 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 26

14 1 as Jornadas de Engenharia Electrotécnica 27

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