وبلاگ شخصی ستار خلیلی

بجای آنکه به تاریکی لعنت بفرستیم، یک شمع روشن کنیم

رباتهای خانگی
ساعت ٢:٤۱ ‎ق.ظ روز ۱۳٩٠/٦/٢  کلمات کلیدی: رباتهای خانگی ، @ home ، مسابقات رباتیک ، خلیی رباتیک

مسابقات روبوکاپ در لیگ های متعدد و متنوعی برگزار می گردد تا هر کسی در هر لیگی که علاقه دارد شرکت نماید، رباتهای خانگی  لیگی است که به نسبت از لیگ های دیگر مسابقات Robocup جدیدتر است این لیگ در مراحل مختلفی برگزار می گردد و سالانه  قوانین آن سنگین تر می شود.


 

در مطلب مسابقات Robocup لیگ های این سری از مسابقات را معرفی نمودیم ، مسابقات روبوکاپ در لیگ های متعدد و متنوعی برگزار می گردد تا هر کسی در هر لیگی که علاقه دارد شرکت نماید.

 

رباتهای خانگی لیگی است که به نسبت از لیگ های دیگر مسابقات Robocup جدیدتر است این لیگ در مراحل مختلفی برگزار می شود  و سالانه قوانین آن سنگین تر می شود.

ولی کلیت آن شناخته شدن انسان توسط ربات و اطاعت از اوست، این که ربات شما، شما را از یک فرد غریبه تشخیص دهد و از فرامین شما اطاعت کند.

 

 

در مسابقات روبوکاپ که در کشور آمریکا – آتلانتا – دانشگاه جورجیا برگزار شد این لیگ دارای 3 مرحله بود:

در مرحله اول ربات انسان را تشخیص دهد و به دنبال او حرکت کند ، ربات نباید بیش از 1 متر از فرد فاصله داشته باشد. این فاصله ممکن است در مسابقات مختلف در سالهای گوناگون متفاوت باشد.

این پروسه چندان کار آسانی نبود زیرا برای رباتی که قدرت دیدن و تشخیص ندارد باید از پردازش تصویر استفاده می شد و این پردازش تصویر نمی توانست با امکانات و هزینه های دانشجویان خیلی پیچیده باشد و البته میزان اطلاعات آنها هم به اندازه کافی نبود.

ایده های مختلفی در پردازش تصویری که به صورت حرفه ای است وجود دارد مثلا یک ایده وجود دارد که:

5 نقطه از صورت در نظر گرفته می شود که می گویند این 5 نقطه در انسانهای مختلف متفاوت است و مانند اثر انگشت در هر فردی منحصر به فرد است و با توجه به آن پردازش صورت می گیرد اما در این مسابقات نیازی به پردازش صورت نبود و تنها کافی است جسمی در حال حرکت را تشخیص دهد شما برای طراحی این بخش چه ایده ای دارید؟

شما به ربات می گوئید : این جسم متحرک دارای گرما به شکل تقریبی یک بیضی است که یک چیزی شبیه یک دایره بر روی آن قرار دارد!!! منظور بدن و سر انسان است!

 

• ایده اول: اولین راهی که مطرح شد آن بود که از سنسور حرکتی استفاده شود یعنی ربات به دنبال هر چیز متحرکت حرکت نماید این راه آزمایش می شود ، ایده خوب و ساده ای است اما:

در صحنه مسابقه اگر هر جسم متحرک دیگری وجود داشته باشد ربات آن را با سوژه اصلی اشتباه می گیرد مثلا حضور تلویزیون روشن سبب می شود که ربات در کنار تلویزیون بماند!

• ایده دوم: دومین راه استفاده از سنسورهای گرمایی است به طور مثال ما هر وسیله ای را که دمای 25 درجه از خود ساطع می کرد را برای ربات تعریف کنیم که این موجود را دنبال کن قطعا به دنبال انسان موجود در صحنه به راه می افتد (توجه داشته باشید که در مرحله اول تنها یک فرد در محیط مسابقه وجود دارد و ربات فقط باید انسان را از بی جان تشخیص دهد و قرار نیست بین دو نفر یکی را انتخاب کند) این هم ایده خوبی است اما:

اگر در محیط مسابقه چیزی دما داشته باشد مثلا شفاژ یا وسیله گرمایشی دیگری باشد ربات به سمت آن رفته و آن را سوژه در نظر می گیرد

• ایده سوم: در ایده سوم دو ایده یک و دو را با هم ترکیب می کنیم و این گونه طراحی می کنیم که هر جسمی که دما دارد، (محدوده دمایی را می توانید تعریف کنید) که از دید ربات رنگ آن قرمز است ، و حرکت می کند و البته برای محکم شدن کار شکل تقریبی آن را هم به ربات می گوئیم از آنجایی که تعریف شکل را باید با اشکال هندسی ساده عنوان کنیم این گونه مطرح می کنیم که:

مسابقات رباتهای خانگی  @ home
 
 

 

 

 

 

 

این جسم متحرک دارای گرما به شکل تقریبی یک بیضی است که یک چیزی شبیه یک دایره بر روی آن قرار دارد!!! منظور بدن و سر انسان است!

 در این مسابقه فرد داوطلب که نباید از اعضاء تیم باشد ابتدا با جمله "Follow me" که در حقیقت جمله ای است که برای ربات تعریف شده که در پشت سر فرد حرکت کند شروع به حرکت کرده اما از آنجایی که تنها قرار است یک فرد در محیط باشد با نزدیک شدن داور به ربات مسیر را تغییر داده و فرد دیگر را تعقیب می کند. بنابر این این مرحله تکرار شد.

شما به ربات می گوئید : این جسم متحرک دارای گرما به شکل تقریبی یک بیضی است که یک چیزی شبیه یک دایره بر روی آن قرار دارد!!! منظور بدن و سر انسان است!

 

 

در اینجا مطرح کردن دو نکته را لازم می دانم

• نکته اول : آنکه این عکسهامتعلق به رقابت یکی از بهترین تیم های حاضر در مسابقه است که از الگوریتم مناسبی استفاده شده است.

 

• و نکته دوم :  آنکه متن فوق برای افراد مبتدی نوشته شده است و به صرف آشنایی است اگر شما فردی هستید که به صورت تخصصی در زمینه پردازش تصویر کار می کنید می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر و به دست آوردن قوانین کامل به سایت Robocup.org مراجعه نمائید.

ادامه دارد...

 

 

منابع:

 Robocup.org/rules

 “A robot in every Home"  BY GRANT WOOD; ALL RIGHTS RESERVED BY THE ESTATE OF NAN WOOD GRAHAM; "LICENSED BY VAGA, NEW YORK, N.Y., AND SUPERSTOCK, INC.; MODIFIED BY KENN BROWN


در مطلب قبلی در مورد مرحله اول مسابقات رباتهای خانگی گفتگو کردیم که ربات به دنبال فرد راه افتاده و او را دنبال می‌کند در مرحله دوم موقعیت اشیاء مختلف در داخل خانه برای ربات توضیح داده می‌شود که این کار را افراد تیم پیش از شروع مسابقه در زمانی که برای آن‌ها در نظر گرفته می‌شود انجام می‌دهند در این زمینه هم ایده‌های متفاوتی وجود دارد.

مسابقات ربات های خانگی @home  (2)

 

ایده اول:

شما می‌توانید در اولین نگاه این‌گونه نظر دهید که ربات می‌تواند مختصات زمین را به خاطر بسپارد در حقیقت ربات موقعیت اشیاء مختلف خانه را حفظ باشد.

در مسابقات ربات های لابیرنت که ربات به جای موش است و باید در ماز به پنیر برسد این ایده خوبی است.

مسابقه لابیرنت از سری مسابقاتی است که شما ممکن است در کودکی آن را انجام داده باشید که در یک سو موشی قرار دارد و باید به پنیر برسد که در سوی دیگر است.

در این مسابقه ربات نقش موش را بازی می‌کند و نقشه کلی را ندارد یعنی در مسیرهای مختلف حرکت کرده در صورتی که مسیر در انتها بسته بود در حافظه آن مسیر را مسدود اعلام می‌کند تا جایی که مسیر اصلی را بیابد، صفحه مسابقه شطرنجی است. که به ربات کمک کند که از یک خانه وارد خانه بعدی شده است (در مقاله بعدی الگوریتم این مسابقه را به طور کامل تشریح می‌کنیم).

سپس یک‌بار دیگر با حافظه خود مسیر را از ابتدا طی می‌کند (این مرحله دوم مسابقه است) و میانگین زمانی امتیاز نهایی خواهد شد.

در این سری مسابقات از این ایده استفاده می‌شود یعنی ربات با استفاده از سنسورهای مادون قرمزی که در کف وجود دارد پی به حرکت خود می‌برد اما این برای مسابقاتی مناسب است که ربات دید محدودی دارد. در روبوکاپ و سری مسابقات رباتهای خانگی ربات از پردازش تصویر استفاده می‌کند پس دید وسیع‌تری دارد.

 

ایده دوم:

ربات ما در اینجا می‌تواند اشیاء را تشخیص دهد و مثلاً در این خانه جسم مکعبی بزرگی غیر از یخچال وجود ندارد بنابر این می‌توان برای ربات اشیاء مختلف را با نام آن توضیح داد و مشخص نمود که در صورتی که پردازش صوت آن کلمه Refrigerator را شنید به سمت این وسیله برود.

مسابقات ربات های خانگی @home  (2)

استفاده از ترکیبی از رنگ و شکل ظاهری جسم می‌تواند توامأ ربات را هدایت می‌کند.

 

ایده سوم:

این ربات می‌تواند از ترکیب دو ایده بالا استفاده کند یعنی هم موقعیت‌ها را به طور نسبی بداند و هم شکل و رنگ را به خاطر سپارد.

توجه داشته باشید که این تیم یکی از بهترین تیم‌های حاضر در مسابقات است و البته این تیم هم اشتباهاتی را مرتکب شد که ربات کار خود را دوباره انجام داد که به علت حجم زیاد از فیلم حذف شده است.

در بخشی هم ربات به محض اینکه برگزار کننده در بلند گو صحبت می‌کند می‌ایستد و مسیر را ادامه نمی‌دهد زیرا تصور دارد که دستور جدیدی است.

همان‌طور که در عکس مشاهده می‌کنید زمانی که فرد اعلام می‌کند که برای مثال به سمت یخچال برو

Robot goes to the Refrigerator ربات باید حرکت خود را اعلام نماید که ربات این گروه با عنوان کردن جمله

 "I know the location and I am going right now " حرکت خود را اعلام می‌دارد. به معنای من مکان مورد نظر را می‌دانم و الان به آنجا می‌روم.

زمانی که به محل مورد نظر می‌رسد اعلام می‌کند که من در موقعیت هستم امتیازدهی این مسابقه چنان که در فیلم می‌بینید به زمان بستگی دارد یعنی هرچه ربات سریع تر کار خود را انجام دهد امتیاز بیشتری می‌آورد.

البته مسابقه بدین گونه هم اجراء شده که موقعیت اشیاء عنوان نشده و ربات با پردازش تصویر جسم را پیدا کند.

منابع:

 “A robot in every Home" BY GRANT WOOD; ALL RIGHTS RESERVED BY THE ESTATE OF NAN WOOD GRAHAM; "LICENSED BY VAGA, NEW YORK, N.Y., AND SUPERSTOCK, INC.; MODIFIED BY KENN BROWN