Rywalizacja maszyn też wciąga. Sport i technologia

Rywalizacja maszyn też wciąga. Sport i technologia
W rozgrywanych w ubiegłym roku w Kalifornii zawodach robotów DARPA Robotics Challenge zwyciężyła konstrukcja z rodziny Hubo z Korei Południowej i zespół jej budowniczych z Instytutu Zaawansowanej Nauki i Technologii z Daejeon (KAIST).
Scena z rywalizacji DARPA Robotics Challenge
1. Scena z rywalizacji DARPA Robotics Challenge

Najlepszy team otrzymał główną nagrodę, czyli 2 mln dolarów. Jednak wyczyny robotów wzbudzały częściej śmiech niż podziw (1). Maszyny poruszające się na nogach lub gąsieniczkach raz po raz traciły równowagę albo padały nagle bez wyraźnego powodu.

W ramach zawodów rozgrywano pięć konkurencji, a wszystkie nawiązywały do zadań w hipotetycznym środowisku po katastrofie - trzeba pamiętać, że DARPA ogłosiła swój konkurs kilka lat temu, po wydarzeniach w japońskiej elektrowni atomowej w Fukushimie. W programie ostatniej edycji był m.in. sprawny przyjazd robota na miejsce wydarzenia, przemieszczanie się pośród rumowiska, usuwanie przeszkód na drodze, otwarcie wejścia do budynku, wspięcie się po przemysłowej drabince i przejście po typowym fabrycznym chodniku, przebicie się przez betonową płytę za pomocą narzędzia, zlokalizowanie i zakręcenie zaworu w cieknącej rurze oraz podłączenie węża strażackiego do króćca i odkręcenie wody.

Inną rozbudowaną i znaną z wielu zawodów formą robo-sportu jest rywalizacja łazików. Na przełomie maja i czerwca 2016 r. w rozgrywanym w Utah turnieju University Rover Challenge polscy studenci - konstruktorzy robotycznych łazików - po raz kolejny "zmasakrowali" konkurencję. Odbywający się co roku od 2007 r. konkurs organizowany jest przez Mars Society. Rywalizujące w nim konstrukcje mają pomóc w budowie prawdziwych łazików marsjańskich.

European Rover Challenge 2016
2. European Rover Challenge 2016

Podobne w charakterze zawody to European Rover Challenge, które miały już swoją edycję pod Kielcami, a w tym roku, w dniach 10-12 września, odbędą się w podrzeszowskiej Jasionce, w Centrum Wystawienniczo- Kongresowym. European Rover Challenge (2) to największe wydarzenie kosmiczno-robotyczne w Europie. Oprócz siedemnastu zespołów reprezentujących Polskę, w konkursie wystąpią przedstawiciele Australii, Kanady, Włoch, Hiszpanii, Peru, Bangladeszu, Indii, Egiptu czy Turcji. Jednocześnie trwa nabór wystawców do strefy pokazów naukowo-technologicznych. Drużyny, które zakwalifikowały się do finału, mają ponad trzy miesiące na to, aby przygotować swoje łaziki do zrealizowania zadań konkursowych.

Roboty na udeptaną ziemię

Tyle o "grzecznych" sportach robotycznych. Okazuje się, że zapaleńcom takie zawody nie wystarczają. Chcą więcej adrenaliny. W ubiegłym roku firma MegaBots z Bostonu, która stworzyła imponującą mechaniczną konstrukcję o nazwie Mark 2, wyzwała do walki twórców japońskiego mega-robota na kółkach o nazwie Kuratas, autorstwa firmy Suidobashi Heavy Industries. "Suidobashi! Wy macie wielkiego robota i my mamy wielkiego robota. Wiecie, że do pojedynku musi dojść!", mówił w specjalnie przygotowanym filmie założyciel MegaBots, Matt Oehrlein. Mark 2 to sześciotonowe monstrum na gąsienicach, uzbrojone w potężne działka na farbę i sterowane przez dwuosobową załogę - jedną w kabinie wewnątrz bota, drugą jako pilot zewnętrzny. Japońska konstrukcja jest nieco lżejsza, ma 4,5 tony masy, ale również dysponuje uzbrojeniem oraz zaawansowanym systemem celowniczym.

Plakat reklamujący starcie mechów - amerykańskiego i japońskiego
3. Plakat reklamujący starcie mechów - amerykańskiego i japońskiego

Suidobashi podjęło rzuconą rękawicę. Pojedynek już wkrótce (3). Gotowe mechy będą ważyły około siedmiu ton, a poza wyprowadzaniem tradycyjnych ciosów powinny potrafić również miotać kulami z farbą, które mają na celu "oślepienie" systemów kamer przeciwnika.

Jednak zanim obejrzymy pojedynki ogromnych mechów, już od dość dawna możemy podziwiać w zapasach i innych sztukach walki mniejsze roboty, np. podczas takich zawodów, jakie odbyły się niedawno, w grudniu ub. roku na Politechnice Wrocławskiej. Zmagało się w nich ponad 150 maszyn. Rywalizacja toczyła się w dziewięciu konkurencjach, m.in. w takich kategoriach, jak linefollower, gdzie roboty w jak najkrótszym czasie mają pokonać wyznaczoną trasę, oraz microMuse, w której roboty szukają drogi do wnętrza labiryntu, a później muszą się z niego wydostać. Niezwykle widowiskowe są klasyczne walki robotów w kategorii mini-, micro- i nanoSumo. To w tych konkurencjach roboty znajdują się naprzeciw siebie na ringu, zwanym dohyo. Cały plac boju ma od 28 do 144 cm średnicy, w zależności od wagi maszyn.

Pojedynek robocików Lego Sumo
4. Pojedynek robocików Lego Sumo
Film wideo z przedstawicielami MegaBots wzywających Japończyków do boju: https://goo.gl/41sXVO

Niedługo po wrocławskich zawodach przyszły opolskie. W Centrum Wystawienniczo-Kongresowym rozegrano drugi etap zmagań drugiej edycji Opolskiej Ligi Robotów. Impreza cieszy się coraz większym zainteresowaniem uczniów z całego województwa, o czym może świadczyć fakt, iż tym razem udział w niej wzięło czterdzieści drużyn. Tu każdorazowo zmagania składają się z trzech części, a jedna jest obowiązkowa na każdym etapie. Chodzi o popularne Lego Sumo (4). Pozostałymi zadaniami tym razem były Lego Line Follower - czyli konkurencja rozgrywana na białej planszy, gdzie czarną linią wyznaczono trasę, po której robot musiał jak najszybciej przejść - oraz Lego Way Finder, rozgrywana na planszy w formie labiryntu.

Robocar projektowany na ROBORACE
5. Robocar projektowany na ROBORACE

Roboty się rozpędzają

Efektowniejsze niż zapasy mogą być już wkrótce wyścigi robotów. Szefowie Formuły E oraz firmy Kinetik ogłosili pod koniec ub. roku, że w nowej serii - ROBORACE, która ruszy w kolejnym sezonie, startować będą autonomiczne samochody elektryczne (5). Celem serii jest organizowanie godzinnych wyścigów bez udziału kierowców przed każdym z E-Prix. Zasady mają być takie same jak w normalnych wyścigach - dziesięć zespołów po dwa auta. Zespoły będą używać identycznych samochodów, a konkurencja ma się odbywać poprzez działanie w czasie rzeczywistym algorytmów sztucznej inteligencji.

Być może z myślą o nowej formule motocyklowej, niekoniecznie elektrycznej, firma Yamaha stworzyła Motobota - człekokształtnego robota (6), który potrafiprowadzić motocykl autonomicznie, czyli bez jakiejkolwiek asysty w trakcie jazdy. Znana z superszybkich jednośladów japońska firma nie wyjaśnia, jakie ów robot, podobny do pochylonego motocyklisty, miałby mieć praktyczne zastosowanie. Zapewniono nas jedynie ogólnie, że "chodzi o rozwój nowych technologii" i być może o sport.

Motobot Yamahy
6. Motobot Yamahy
Film na temat Motobota: https://goo.gl/YaOHPA

Prawdziwy dziw techniki jednośladowej został jednak zaprezentowany podczas targów Tokyo Motor Show. Zrobotyzowany motocyklista dosiadł tam nie tyle oszczędnościowego modelu miejskiego, lecz wymagającej wyczynowej maszyny Yamahy - modelu R1M. Według informacji firmy, system był testowany przy dużych prędkościach, co stawiało wielkie wymagania, jeśli chodzi o kontrolę ruchów.

Drony pędzą - piloci siedzą

Bez wątpienia hitem ostatnich miesięcy w sportach maszyn stały się już - i stają się coraz bardziej - wyścigi dronów. Piloci obsługują podczas nich urządzenia przy pomocy joysticków, a dzięki specjalnym goglom mogą zobaczyć tylko to, co "widzą" wyposażone w kamerę drony. Na pokładzie takiej superszybkiej maszyny (rozwijającej prędkość do 150 km/godz.) jest zamontowana kamera FPV, przekazująca na żywo obraz do monitora/gogli pilota. Przypomina to grę wideo, w której gracz wciela się w daną postać i eksploruje świat z perspektywy widzialnego bohatera. Umożliwia to sprawne omijanie przeszkód, wykonywanie widowiskowych akrobacji oraz pełną koncentrację na wyznaczonej trasie.

Tor do wyścigów dronów w Dubaju
7. Tor do wyścigów dronów w Dubaju
Film nakręcony z perspektywy drona wyścigowego: https://goo.gl/i3BvON

Drony wyścigowe to proste maszyny sterowane w trybie akrobacyjnym lub manualnym, bez zbędnej stabilizacji barometrycznej czy przy użyciu GPS. Cały czas operator odgrywa tu główną rolę - to od jego umiejętności zależy praktycznie cały wyścig, a w dodatku chodzi o dobrą zabawę i adrenalinę, którą pilotowi dostarcza sam lot. W przeciwieństwie do dużych wielowirnikowców drony wyścigowe wyposażone są w małe, ale bardzo szybkie silniki oraz śmigła, o średnicy mieszczącej się przeważnie w przedziale 5-6 cali.

8 Piloci dronów podczas wyścigu
Film pokazujący w przyspieszonym tempie zwycięską rundę robota koreańskiego zespołu z KAIST: https://goo.gl/RVp6f9

Dzięki takiej konfiguracji, niewielkiej wadze (ok. 500 g) oraz prostym kontrolerom lotu na pokładzie drony wyścigowe potrafią rozwijać naprawdę duże prędkości - rzędu nawet 100 km/godz. Piloci wyścigowych dronów sterują nimi najczęściej w pozycji siedzącej (8). Dzieje się tak dlatego, że ekran w goglach wyświetla obraz tuż przed naszymi oczami, dron zaś przemieszcza się z dużymi prędkościami, często skręcając, omijając przeszkody, wykonując elementy akrobacji. To wszystko sprawia, że ludzki błędnik zachowuje się trochę tak, jakby operator siedział za sterami maszyny, na jej pokładzie.

Na stojąco zaczynalibyśmy się przechylać raz w jedną, raz w drugą stronę, tracąc równowagę i skupienie podczas lotu. Siedzenie w znacznej mierze rozwiązuje ten problem i daje większy komfort, pozwala błędnikowi choć na chwilę odpocząć. W dodatku ułatwia główne zadanie, bo loty dronami wyścigowymi wymagają niemałych umiejętności, wielu godzin ćwiczeń i wyczucia drona przez operatora.

Rywalizacja dronów zapewnia więc uczestnikom zabawę i niezapomniane wrażenia. W 2015 r. w Kalifornii odbył się pierwszy wyścig międzynarodowy. Stu pilotów walczyło w trzech różnych kategoriach - indywidualnej, grupowej i wyczynowej. Zwycięzcą wszystkich trzech został Australijczyk Chad Nowak, który odebrał nagrody o łącznej wartości ponad 15 tys. dolarów.

W USA trwają teraz przygotowania różnych organizacji do tworzenia lig wyścigowych dronów. Być może przyszłość sportów ekstremalnych należy właśnie do dronów. Jednym z ciekawszych przedsięwzięć jest DRL - Drone Racing League, założona przez niejakiego Nicka Horbaczewskiego. Pod tą nazwą kryje się również organizacja, która szczęśliwie dostała spory zastrzyk pieniędzy na rozwój tej przedziwnej dyscypliny sportowej. W DRL zainwestował właściciel drużyny footballowej Miami Dolphins, Stephen Ross. Wyłożył on równy milion dolarów.

Pewnym problemem pozostaje pokazanie takich wyścigów widowni, choć dzięki inwestycji w DRL i ta przeszkoda ma być pokonana. Horbaczewski planuje dynamiczne transmitowanie rywalizacji, gdzie każda osoba na widowni będzie mogła oglądać zmagania tak, jakby sama pilotowała drona. To jednak ma być możliwe dopiero od początku przyszłego roku - na razie przekaz na żywo z kamerek jest wciąż słabej jakości.

W marcu br. w Dubaju odbyły się zawody World Drone Prix (7). Główną nagrodą było 250 tys. dolarów, czyli w przeliczeniu ponad milion zł. Cała pula nagród przekroczyła zaś 1 mln dol., a najwyższą wygraną zgarnął piętnastolatek z Wielkiej Brytanii.

Obecnie największą organizacją zajmującą się wyścigami dronów jest International Drone Racing Association, mieszcząca się w Los Angeles. IDRA poprowadzi w tym roku pierwsze na świecie mistrzostwa świata w wyścigach tych maszyn, czyli World Drone Racing Championships. Impreza odbędzie się w październiku i będą w niej uczestniczyć zawodnicy z 35 krajów.

Obrazek z wyścigu sterowanych myślą dronów na Uniwersytecie Florydy
Obrazek z wyścigu sterowanych myślą dronów na Uniwersytecie Florydy

Wyścigi dronów to ekscytująca nowość, ale żądni wrażeń chcą jeszcze więcej. Szukają dalszego urozmaicenia wyścigów bezzałogowców. Jednym z nich jest sterowanie dronami za pomocą umysłu. Trzy lata temu taką maszynę pokazali naukowcy z Uniwersytetu w Minnesocie, a badacze z Uniwersytetu na Florydzie (9) urządzili pierwsze tego typu wyścigi w historii. Na razie nie wygląda to może zbyt imponująco, bo drony poruszają się powoli i na maleńkim dystansie, ale przecież nie chodzi o prędkości, a sposób sterowania.

Podczas całej zabawy uczestnicy mają na głowie zestaw czujników do EEG (elektroencefalografu). Dane z mózgu tłumaczone są na polecenia dla dronów DJI Phantom. Póki co, operatorzy muszą nieźle się wysilić, by przekazać dronom swoje polecenia. Nietrudno się jednak domyślić, że następne - trenowane już do takich wyścigów - pokolenie będzie mogło osiągać znacznie lepsze wyniki.