Concursos Micro-Rato. Ciber-Rato

Transcrição

1 Concursos Micro-Rato e Ciber-Rato Luis Almeida, José Luis Azevedo, Bernardo Cunha, Pedro Fonseca, Nuno Lau, Artur Pereira, Andreia Melo Universidade de Aveiro Próxima edição: 11 de Maio de 2005 Motivação Sumário Competições Robóticas Micro-Rato Ciber-Rato Video

2 Motivação Utilizar a organização de competições para estimular o desenvolvimento de competências A Robótica Móvel e Autónoma permite aplicar muitos conceitos técnicos Aprender fazendo Competições Robóticas RoboCup Futebol Robótico Socorro e Salvamento (Rescue) Dança a (Junior) AAAI Conferencista Robótico Missões de Socorro e Salvamento Navegação e Interacção Etc

3 Competições Robóticas em Portugal Concurso Micro-Rato Resolver um labirinto Festival Nacional de Robótica Condução Autónoma Futebol Robótico Outros desafios Robot Bombeiro Apagar uma vela Concurso Micro-Rato Desafio: Criar um pequeno robot autónomo capaz de navegar num labirinto desconhecido Primeira edição ª edição em 2005! Modalidade Micro-Rato Modalidade Ciber-Rato

4 Chão verde Ambiente do Micro-Rato Ambiente do Micro-Rato Paredes delimitam uma zona de 10x5 metros

5 Ambiente do Micro-Rato Zona de Partida Zona do farol Ambiente do Micro-Rato Emissores de de infra-vermelhos Infra-vermelhos

6 Ambiente do Micro-Rato Labirinto com Obstáculos Ambiente do Micro-Rato

7 Desafio do Micro-Rato 1º - IDA: Ir da PARTIDA à CHEGADA dentro de um tempo limite (3 min) ( ) 2º - REGRESSO: voltar à PARTIDA parando o mais próximo possível desta e com o menor número de penalizações: (2001 ) Os Concorrentes Equipas de até 3 elementos Constroem um robot capaz de tentar a resolução dos desafios propostos Robot deve ser capaz de: Deslocar-se se evitando os obstáculos Orientar-se para um farol Parar na zona de chegada Regressar à partida sem qualquer ajuda externa

8 Regras para Robots Pequenas dimensões Botões Paragem Arranque Luz de Sinalização Chegada ao farol Terminação da Prova Pára-choques 30cm (max) 30cm (max) Contruir um Robot Hardware Sensores Actuadores Software Interpretação dos dados sensoriais Tomada de decisões Comando dos actuadores

9 Locomoção Motores, Pernas Sensores Construir um Robot Hardware Proximidade, Chão, Farol, Contacto, Odometria, Bússola, Visão Inteligência Processador Energia Baterias, Pilhas, Ar comprimido Construir um Robot Software Interpretação dos dados sensoriais Tomada de decisões Comando dos actuadores Interpretação sensores Estado do Mundo Ambiente Exterior Decisão Comando actuadores

10 Micro-Rato - Pontuação Distância ao ponto de Partida + Penalizações Penalizações Colisões Não cumprir, ou cumprir apenas parcialmente, o 1º objectivo Não sinalizar a terminação da prova Competição Em cada prova participam 3 robôs 1º Manga: Todos os robots 2ª Manga: Todos os robots 3ª Manga: 12 Melhores 4º Manga e Final: 3 melhores

11 Ciber-Rato Micro-Rato em ambiente simulado Simulador implementa recinto e corpos dos robots virtuais Órgãos sensoriais e motores iguais para todos os robots Concorrentes participam com os cérebros dos robots (programas de computador) Cérebros tomam decisões sozinhos (agentes de software) Destinado a equipas vocacionadas para o desenvolvimento de software Ciber-Rato - Ambiente Ambiente: Labirinto com uma grelha de partida, um farol e paredes altas e baixas

12 Desafio Ciber-Rato Estado inicial: Robots são colocados na grelha de partida Desafio Ciber-Rato 1º Objectivo: Chegar à zona do farol

13 Desafio Ciber-Rato 2º Objectivo: Regressar o mais próximo possível da posição de partida num tempo mínimo Robot Virtual O Robot Virtual está equipado com: Sensores Obstáculos Farol Chão Colisões Bússola GPS (debug) Actuadores Actuadores 2 Motores Alguns LEDs Sensor Obstáculos Esquerda 60º Motor Esquerdo 60º 60º Sensor de Farol Bússola, GPS e Leds Sensor Obstáculos Centro 60º 0.5 Sensor Obstáculos Direita 60º Sensor Colisões Motor Direito

14 Sensores de Obstáculos Medida é inversamente proporcional ao obstáculo mais próximo 60º 60º 1/M Sensor Obstáculos Centro 1/M 1/M Sensor Obstáculos Esquerda 60º 60º Sensor Obstáculos Direita Sensor de Farol Medida é o ângulo entre a frente do robot e o farol Farol M Sensor de Farol

15 Bússola Medida é o ângulo entre a frente do robot e o Norte virtual M Norte Colisões Sensor binário activado quando o robot colide com um obstáculo Sensor Colisões

16 Motores Actuando nos motores os agentes controlam o movimento do robot Motor Esquerdo Motor Direito Motor Esquerdo Motor Direito Arquitectura Geral Sistema distribuído do cliente-servidor Servidor: Simulador Clientes: s e Visualizadores Comunicação por Sockets UDP Mensagens XML Ficheiros de Configuração em XML Labirinto, grelha de partida, parâmetros de simulação

17 Param Grelha Lab Arquitectura Geral Log Sensores Simulador Motores Start/Stop Posição Visualizador/ Painel de Controlo Simulador Log Lab Grelha Param Sensores Motore s Posição Start/Stop Visualizador/ Painel de Controlo

18 Simulador Log Lab Grelha Param Motore s Sensores Implementa os corpos dos robots virtuais Posição Start/Stop Visualizador/ Painel de Controlo Simulador Log Grelha Lab Param Motore s Sensores Coordena movimento dos robots no labirinto em articulação com os agentes robóticos Posição Start/Stop Visualizador/ Painel de Controlo

19 Simulador Log Lab Grelha Param Desempenha o papel de juiz de prova: controla tempo de prova, aplica penalizações, calcula pontuações,... Sensores Motore s Posição Start/Stop Visualizador/ Painel de Controlo Interacção Simulador- Simulador Envia percepções Recebe percepções Toma decisões Recebe acções Envia acções Efectua movimento O tempo é discreto

20 Visualização Visualização

21 s Programados em qualquer linguagem/so Biblioteca de comunicações C, Prolog, Java, Visual Basic fornecida Concorrentes Windows/Linux, C/C++/Delphi/VB reactivo em C disponibilizado São disponibilizadas ferramentas para apoio ao desenvolvimento Alguns dos executáveis de anos anteriores são também m disponibilizados pelas equipas s Protocolo de comunicação Mensagem de medidas <Measures Time= 105 > <Sensors Compass= 100 Beacon= 23 Collision= No Ground= No > <IRSensor Id="0" Value= 0.5" <IRSensor Id="1" Value= 1.4" <IRSensor Id="2" Value= 8.0" </Sensors> <Leds EndLed= Off" ReturningLed= On"/> <Buttons Start= On" Stop= Off"/> </Measures>

22 s Protocolo de comunicação Mensagem de actuação <Actions LeftMotor= -0.6" RightMotor= 0.1" EndLed= Off ReturningLed= Off /> Ciber-Rato - Pontuação Distância ao ponto de Partida + Tempo de regresso em excesso + Penalizações Penalizações Colisões Não cumprir o 1º objectivo Não sinalizar a terminação da prova

23 1ª edição equipas Chegar ao farol História Próxima 2ª edição edição 2002 do Micro-Rato e Ciber-Rato 13 equipas Novo visualizador 11 de Maio de 2005 CONCORRAM! 3ª edição equipas () Regresso ao ponto de partida 4ª edição equipas Ruído gaussiano, inércia Video

24 Demo