ربات‌ها در اردوی آماده‌سازی

فدراسیون جهانی فیرا از قدیمی‌ترین فدراسیون‌های رباتیک در جهان است که از سال 1374/ 1995 فعالیت خود را در زمینه رباتیک ورزشی و مسابقات ورزشی ربات‌ها آغاز کرده و به نوعی برگزارکننده المپیک ربات‌هاست. برخی کشورهای اروپایی و کشورهای شرقی آسیا هسته مرکزی این فدراسیون را تشکیل می‌دهند. هر سال مسابقات انتخابی در کشورهای مختلف مانند ایران، اندونزی، تایوان، کره‌جنوبی و چین و... برای شرکت‌کنندگان داخلی و منطقه‌ای برگزار می‌شود. برگزیدگان این مسابقات معمولا در نیمه دوم مرداد هر سال وارد مسابقات جهانی می‌شوند و در زمینه‌های مختلف ورزشی با هم به رقابت می‌پردازند. ایران در سال‌های اخیر حضور پررنگی در این مسابقات داشته و امسال نیز 151 نفر در قالب 11 تیم دانشجویی و 27تیم دانش‌آموزی به این مسابقات اعزام خواهند شد. این رویداد از 18 تا 24 مرداد سال جاری با حضور 35 کشور از سراسر دنیا برگزار می‌شود که دو روز ابتدایی برای آماده‌سازی تیم‌ها و چهار روز بعدی به برگزاری مسابقات اختصاص داده شده است.
روند انتخاب تیم‌هابرای شرکت در مسابقات جهانی
دکتر سروش صادق‌نژاد، رئیس کمیته ملی رباتیک ایران فیرا، در مورد شیوه انتخاب تیم‌های اعزامی به مسابقات جهانی فیرا به جام‌جم می‌گوید: «تیم‌های دانش‌آموزی که در مسابقات محلی فیراکاپ توانسته‌اند در رشته مورد نظرشان مقام‌آور باشند می‌توانند بدون پیش شرط دیگری برای شرکت در مسابقات جهانی نام‌نویسی کنند؛ اما درخصوص تیم‌های دانشجویی روند شرکت در مسابقات جهانی کمی پیچیده‌تر است و فقط برگزیده‌شدن در مسابقات محلی کافی نخواهد بود. بلکه هر یک از تیم‌ها باید بتوانند مستندات مربوط به طرحشان را که شامل گزارش‌های فنی، فیلم‌های فنی مراحل انجام کار و سابقه فعالیتشان است نیز به فدراسیون ارائه دهند تا از میان آنان تیم‌های برتر برای شرکت در مسابقات جهانی انتخاب شوند.» رئیس اداره انجمن‌های علمی دانشجویی دانشگاه صنعتی امیرکبیر در ادامه با اشاره به میزان بالای مشارکت تیم‌های داخلی در مسابقات اسفند 97 می‌افزاید: «در مسابقات فیرای ایران، 321 تیم دانشجویی و دانش‌آموزی در 24 لیگ به رقابت پرداختند که در هر لیگ نیز سه تیم برگزیده داشتیم. اما الزاما همه این تیم‌ها برای اعزام به مسابقات جهانی اقدام نمی‌کنند که یکی از عمده‌ترین علت‌های آن مشکلات مالی برای تأمین هزینه‌های مورد نیاز برای شرکت در این مسابقات است.»
دکتر صادق‌نژاد با تأکید بر ظرفیت‌های ویژه‌ای که حوزه رباتیک در بحث علم و پژوهش، کارآفرینی و برقراری ارتباطات بین‌المللی خواهد داشت، تصریح می‌کند: «سرمایه‌گذاری در این حوزه می‌تواند به بهبود رونق تولید و کارآفرینی همگام با فناوری‌های روز دنیا و همچنین ایجاد همکاری‌های بین‌المللی منجر شود. چنان‌که امسال نیز برخی از گروه‌های شرکت کننده ایرانی در مسابقات جهانی به صورت مشترک با دانشجویان تایوان و کانادا شرکت کرده‌اند. این همکاری‌ها می‌تواند اثر قابل توجهی بر بهبود روابط علمی و فناوری کشور داشته باشد.»
به گفته رئیس کمیته ملی رباتیک ایران فیرا، مسابقات جهانی فیرا در قالب لیگ ربات‌های پرنده، چالشی، ورزشی و دانش‌آموزی برگزار می‌شود. اخیرا بخش هوش‌مصنوعی نیز به چالش‌های این مسابقات افزوده شده است. هر یک از تیم‌ها می‌توانند در یک یا چند لیگ با مأموریت‌های مشخص شرکت کنند. دکتر صادق‌نژاد در مورد احتمال کسب رتبه تیم‌های دانشگاه امیرکبیر در این مسابقات می‌افزاید: «تمام تیم‌ها به‌خوبی تلاش کرده‌اند و امید زیادی برای افتخارآفرینی آنها داریم. در مورد ربات‌های پرنده و چرخدار کارهای خوبی در این آزمایشگاه انجام شده است و از جمله تیم‌هایی هستند که احتمال بسیار بالایی برای کسب رتبه دارند.»
تفاوت فیراکاپ 2019 با سال‌های گذشته
حوزه رباتیک از جمله فناوری‌های پیشرفته‌ای است که عمر طولانی‌تری نسبت به برخی شاخه‌های جدید فناوری دارد، اما هنوز نتوانسته آن‌گونه که انتظار می‌رفت وارد زندگی روزمره مردم شود. از این رو فدراسیون جهانی فیرا در سال‌های اخیر رویکردهای جدیدی را به مسابقاتش افزوده تا بتواند به وارد کردن این فناوری‌ها به فضای کارآفرینی و کسب‌وکار کمک کند.
مهندس آریا صبوری، عضو کمیته اجرایی فدراسیون جهانی رباتیک فیرا، در این خصوص به جام‌جم می‌گوید: «از دو سال پیش با هدف افزایش کارآفرینی و خلاقیت طراحان ربات‌ها، بخش جدیدی با عنوان نوآوری و کسب‌وکار (Innovation and Business) در مسابقات جهانی مطرح شد. هدف از افزودن این بخش، افزایش خلاقیت طراحان با هدف رفع نیازهای بشر با نگاه تجاری به این ربات‌ها و ایجاد کسب‌وکارهای فناورانه است. در مسابقات انتخابی فیراکاپ ایران در اسفند 97 اولین دوره این تغییرات به‌صورت آزمایشی برگزار شد که نتایج بسیار قابل‌قبولی داشت و به انعقاد قراداد و جذب سرمایه برای چند گروه از تیم‌های رباتیک شرکت‌کننده در این بخش منجر شد.»
وی در ادامه تصریح می‌کند: «در مسابقات جهانی امسال نیز برای اولین‌بار این لیگ به لیگ‌های دیگر مسابقات افزوده شد. با اضافه شدن این بخش جدید امکان برقراری ارتباطات بین‌المللی میان صاحبان ایده در زمینه ربات‌ها و مکاترونیک و شرکت‌ها و سرمایه‌گذاران مطرح دنیا فراهم خواهد شد.» به گفته دکتر صادق‌نژاد، در این بخش محصولات نیمه‌صنعتی و کاربردی شرکت می‌کنند. ایران نیز امسال با سه گروه دانشجویی و احتمالا پنج گروه دانش‌آموزی در این بخش از مسابقات شرکت خواهد داشت.

پرنده‎‌های هوشمند
علی صادقی یکی از دانشجویان کارشناسی مهندسی برق دانشگاه امیرکبیر است که به همراه پنج دانشجوی دیگر در مقطع کارشناسی ارشد و کارشناسی قرار است با دو نوع ربات در لیگ ربات‌های پرنده فیرا در قالب دو گروه به رقابت بپردازند. این گروه از ساختارهای آماده پهپادهای تصویربرداری کوچک و متوسط برای ساخت ربات‌های هوشمندشان استفاده کرده‌اند.
ربات اول این تیم که ابعاد کوچک‌تری دارد با کمک هوش مصنوعی باید بتواند دروازه‌های موجود در مسیرش را به درستی شناسایی کند و از آنها بدون خطا در کمترین زمان ممکن عبور کند. در تمام مراحل مسابقه، هدایت ربات پرنده براساس الگوریتم‌های یادگیری ماشین هوش مصنوعی خواهد بود و شرکت‌کنندگان نمی‌توانند هیچ گونه دخالتی در عملکرد این ربات داشته باشند. صادقی در خصوص تغییرات لیگ ربات‌های پرنده به جام‌جم می‌گوید: «هر سال با توجه به ارتقای دانش رباتیک و هوش مصنوعی چالش‌های مسابقات جهانی تغییر می‌کند و دشوارتر می‌شود. پیش از این عبور از دروازه‌ها با فیلتر رنگ تصاویر دریافتی دوربین ربات امکان‌پذیر بود در حالی که امسال ربات پرنده علاوه بر مسیریابی و عبور از دروازه‌ها باید از دروازه‌ای که میله‌ای چرخان روی آن نصب شده نیز چندبار عبور کند که بدون هوش مصنوعی عبور از این چالش امکان‌پذیر نیست.»
این گروه علاوه بر شرکت در این لیگ در بخش دیگری به نام ربات‌های امدادرسان نیز شرکت کرده‌ است. صادقی در مورد ویژگی‌های لیگ دوم توضیح می‌دهد: «در این مسابقه مسیری خیابانی با چند چهارراه طراحی شده که ربات پرنده باید بتواند با خواندن رمزهای کیو.آر (QR) در هر چهارراه و روی برخی از برج‌های طول مسیر نصب شده، با تنظیم ارتفاع مناسب مسیریابی کرده، از موانع عبور کند و خود را به هدف برساند. چالش فنی این مسابقه این است که ربات پرنده باید بتواند ربات چرخدار ساده‌ای که ساخته‌ایم و روی مسیر دایره‌ای حرکت می‌کند را دنبال کند و پس از مدتی روی سطح آن فرود بیاید. در این بخش از پهپاد بزرگ‌تری استفاده کردیم تا پایداری بیشتری داشته باشد، همچنین دوربین آن قابلیت تغییر زاویه دارد که می‌تواند به شناسایی درست رمزها کمک کند. البته امتیاز هر تیم با ضریبی از ابعاد رباتش تعیین می‌شود، به همین دلیل بهتر است تا جایی که می‌توانیم از کوچک‌ترین ابعاد ممکن استفاده کنیم.» صادقی در مورد آمادگی ربات‌هایشان ابراز رضایت می‌کند و می‌افزاید: «بخش‌های فنی هر دو ربات به‌خوبی انجام شده و در حال حاضر تمرکزمان روی افزایش دقت عملکرد ربات‌ها در روزهای پایانی اردو است.»
در مسیر خودروهای خودران
نیما پورمحمدی، سرپرست تیم دانشجویی شرکت‌کننده در لیگ خودروهای خودران مسابقات فیرا با اشاره به اهمیت توسعه این خودروها در کشور توضیح می‌دهد: «ما در قالب گروهی چهار نفره با دو عضو کارشناسی برق و دو کارشناس ارشد مکاترونیک در حوزه توسعه خودروهای خودران فعالیت می‌کنیم و امیدواریم بتوانیم روزی با خودروسازان کشور همکاری داشته باشیم.»
پورمحمدی در مورد ویژگی‌های رباتی که برای اعزام به مسابقه آماده کرده‌اند، توضیح می‌دهد: «طراحی این ربات با الهام از خودروهای برقی واقعی انجام شده است. این ربات در مسابقه شهری باید با دو دوربینی که دارد محیط اطراف را بررسی کند، از موانع عبور کند و برخی علائم راهنمایی و رانندگی را تشخیص دهد که البته این علائم مجهز به کدهایی مشابه رمز کیو-آر هستند و ربات با بررسی این کدها می‌تواند علائم را شناسایی کند. البته رباتی که ما طراحی کرده‌ایم، برخی از علائم را با الگوریتم یادگیری ماشین بدون وجود این کدها نیز شناسایی می‌کند.» وی در خصوص چالش دیگر این ربات می‌افزاید: «مسابقه بعدی این ربات‌ها مسابقه سرعت است و ربات باید بتواند در کوتاه‌ترین زمان ممکن در یک مسیر بسته بین خطوط که عرضی معادل 60 سانتی‌متر دارد، براند و به موانعی که در مسیر وجود دارد برخورد نکند.» در این لیگ حداکثر اندازه‌ای که برای ربات‌ها در نظر گرفته شده، 55 سانتی‌متر طول و 30 سانتی‌متر عرض است که به گفته پورمحمدی ربات این گروه 50 سانتی‌متر طول و22 سانتی‌متر عرض دارد. وی در مورد آمادگی این ربات می‌افزاید: «کارهای اصلی به خوبی انجام شده و در حال افزایش دقت برنامه‌نویسی برای بهبود عملکرد ربات هستیم و با توجه به ظرایفی که در طراحی این ربات مدنظر قرار داده‌ایم، امید زیادی برای کسب مقام در این لیگ داریم.»
کوچولوهای انباردار!
گروهی دیگر از دانشجویان امیرکبیر در بخش ربات‌های چرخدار و شبیه‌سازی شده در مسابقات جهانی شرکت خواهند کرد. سیدمحمد طیب‌زاده، دانشجوی کارشناسی برق از اعضای این تیم پژوهشی، به همراه سه دانشجوی دیگر از رشته‌های برق و مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و دانشگاه تهران، رباتی برای شرکت در لیگ ربات‌‌های چرخدار آماده کرده‌اند که پیشتر در مسابقات دانشگاه امیرکبیر نیز توانسته بود رتبه اول ربات‌های انباردار را کسب کند.ویژگی مورد نیاز در این لیگ این است که ربات بتواند با پردازش صحیح، تصویر موانع را شناسایی کند، زمین بازی را به صورت کامل جست‌وجو کند و توپ‌هایی که در زمین مسابقه هستند را براساس رنگ‌شان در دروازه متناسب قرار دهند. اعضای این تیم نیز از سازه آماده‌ای برای توسعه ربات خود استفاده کرده‌اند و بخش‌هایی مانند دوربین متحرک و بازو را به آن اضافه کرده‌اند تا با مشکلات فنی کمتری روبه‌رو شوند. مهم‌ترین چالشی که در این مسابقه مطرح است، این‌که ربات باید بتواند موقعیت مکانی خود را در زمین مسابقه به‌خوبی تشخیص دهد که کار را برای تیم‌های شرکت‌کننده کمی سخت‌تر از سایر مسابقه‌های مشابه کرده است. طیب‌زاده در مورد آمادگی این ربات برای مسابقات به جام‌جم می‌گوید: «بیشتر کارهای فنی این ربات انجام شده و در حال توسعه برخی وظایف و دقیق‌تر کردن عملکرد آن هستیم تا با آمادگی کامل وارد مسابقات شویم.»
وی همچنین در مورد لیگ دیگری که به همراه سایر اعضای تیم در آن شرکت کرده، توضیح می‌دهد: «ما در لیگ شبیه‌سازی ربات‌ها نیز شرکت کرده‌ایم. در این بخش ربات مجازی باید با برنامه‌نویسی در فضای مجازی عملکرد خود را نشان دهد. از آنجا که وظایف تعیین شده برای ربات مجازی و چرخدار شباهت‌های زیادی با هم داشت، در این بخش نیز شرکت کردیم و در چند هفته اخیر آن را توسعه داده‌ایم.»

عسل اخویان طهرانی

دانش