Roboty sumo z Politechniki Białostockiej

wtorek, 12 czerwca 2018

Zespół SumoMasters z Wydziału Mechanicznego Politechniki Białostockiej w składzie: Maciej Wysocki, Bartosz Pawłow, Marek Klimowicz, Artur Milewski pod opieką dr inż. Rafała Grądzkiego od 2015 roku zajmuje się budową robotów sumo.

Zawody robotów sumo to techniczny odpowiednik japońskich zapasów sumo. Głównym zadaniem zawodnika (robota) jest wypchnąć przeciwnika poza dohyo (czarny ring otoczony białą linią). Konstrukcje rozgrywają maksymalnie trzy walki i zwycięża ta, która wypchnie przeciwnika dwa razy poza matę, samej przy tym nie opuszczając pola ograniczonego białą linią. Roboty działają autonomicznie, ich autorzy mogą tylko pilotem uruchomić procedurę startu.

Najstarszą kategorią, w której walczą roboty jest MegaSumo. Rozgrywki odbywają się w nich na metalowych dohyo (1,5 metra średnicy). Roboty są zatem wyposażone w magnesy aby lepiej przylegać do maty. Obowiązują pewne ograniczenia dotyczące samych konstrukcji: nie mogą przekraczać 3 kg wagi oraz szerokości i długości - 200 mm. Nie ma natomiast ograniczeń dotyczących wysokości. Poza magnesami roboty wyposażone są w czujniki, które „wyczuwają” przeciwnika i białą linię. To co ułatwia zepchnięcie przeciwnika to pług z przodu robota. Cała konstrukcja musi być tak zrobiona, aby podczas uderzenia w/przez przeciwnika nie uszkodzić znajdujących się wewnątrz układów elektronicznych. Sport ten jest bardzo kontaktowym i nawet najwyższej klasy roboty wychodzą z walk mocno pokiereszowane. Niezbędne są ciągłe naprawy i modernizacje przed, w trakcie i po zawodach.

Poza koronną konkurencją coraz popularniejsze stają się kategorie Mini- i NanoSumo. W nich odpowiednio mniejsze wymiary mają dohyo, jak i same roboty.

Niezwykle ważny jest przy tworzeniu robotów rozsądny dobór materiałów, które z jednej strony będą lekkie, a z drugiej wytrzymałe na uderzenia i wstrząsy. Równie cenne są tak opracowane algorytmy sterowania, aby umożliwić przy minimalnej liczbie czujników szybko i skutecznie wykryć przeciwnika. To wszystko wsparte dobrymi magnesami pozwala stanąć do walki z najlepszymi.

Zespół SumoMasters w trakcie dwóch lat zdobył liczne nagrody i wyróżnienia na arenie krajowej, jak i międzynarodowej. Zdobyte doświadczenie pozwoliło na podjęcie decyzji o próbie wystartowania w projekcie MNiSW pt. „Najlepsi z najlepszych! 2.0.”. Zgłoszony projekt SumoMasters – rozwój autonomicznych robotów klasy Mega Sumo poprzez modernizację i implementację innowacyjnych rozwiązań oraz udział w międzynarodowych zawodach robotycznych i konferencjach naukowych zakładał udział w 8 międzynarodowych zawodach oraz 1 konferencji naukowej.

Pierwszymi zawodami były zawody RobotChallenge w Chinach w Pekinie, gdzie drużyna zdobyła 1 i 3 miejsce w kategorii MegaSumo. Charakter zawodów oraz stopień ich zaawansowania pokazał, że konstrukcje należy jednak przebudować oraz co ważniejsze wykonać nowego robota. Do tego potrzebni byli nowi członkowie z ich pomysłami, którymi wsparliby obecny skład. I tak do zespołu dołączyli: Rafał Pęski, Bartłomiej Łukaszuk oraz Piotr Wasilewski.

Pierwszym poważnym testem nowego zespołu był start w zawodach Robochallenge w Rumunii. Tamtejsze zespoły posiadają jedne z najlepszych konstrukcji robotycznych na świecie. W zawodach tych zespół SumoMasters zajął 1 miejsce.

Dzięki tym zwycięstwom drużyna zyskała dodatkowe zaproszenia dla nowych robotów do udziału w najważniejszych zawodach na świecie All Japan Robot-Sumo Tournament 2017, Tokio, Japonia. Pod koniec roku zespół z posiadanymi konstrukcjami stanął w szranki z czołowymi zespołami z całego świata. W Japonii po zaciętych walkach najlepszy robot drużyny - Masakrator pokonał wszystkich rywali i stanął na najwyższym miejscu podium. Zespół SumoMasters został najlepszą drużyną świata w 2017 roku.

Starty w zawodach w roku 2018 SumoMasters rozpoczęli udziałem w konkursie Robotiada w Wilnie na Litwie. Tam zespół potwierdził dobre przygotowanie zajmując 1, 3 i 4 miejsce.

Kolejnymi zawodami był X Międzynarodowy Turniej Robotic Tournament w Rybniku, w których to Piotr Wasilewski wystartował w kategorii Mini- oraz NanoSumo i zajął w nich 3 miejsce. W tym momencie drużyna dysponowała już 3 robotami w kategorii Mega Sumo oraz prototypami w kategorii Mini- i Nanosumo.

Następnym zagranicznym wyzwaniem były zawody RoboTEC w Timișoarze w Rumunii. Tu dało o sobie znać znaczne wyeksploatowanie układów i elementów robotów, wśród których najlepszy dotychczas Masakrator okazał się dużo słabszym od robotów konkurencji. Na szczęście najnowsza konstrukcja ACE, spisała się bardzo dobrze zajmując 3 miejsce na podium.

Przedostatnim sprawdzianem były zawody Robogames w Pleasanton w USA. Są to największe zawody robotyczne Ameryki Północnej i był to pierwszy start drużyny na tym kontynencie. Roboty spisały się wręcz znakomicie, zajmując 1, 3 i 4 miejsce.

Ostatnimi zawodami w ramach grantu były zawody BattleLab Robotica  w Cluj Napocca w Rumunii. Zespół zajął 1 miejsce, a dodatkowo było to pierwsze zwycięstwo w tych zawodach drużyny spoza Rumunii.

Zespół dzięki możliwości udziału w aż tylu konkursach mógł testować swoje pomysły, podpatrywać konstrukcje i rozwiązania rywali oraz obserwować co jeszcze można zmodyfikować aby polepszyć własne konstrukcje. Każdy start w zawodach i każdą zmianę w robocie poprzedzał szereg badań, analiz, testów i doświadczeń. W oparciu o nie powstały 3 publikacje naukowe zespołu:

  1. 1.       Design and analysis of space vector modulation based brushless motor driver
  2. 2.       Movement modeling of mobile robot in MegaSumo category
  3. 3.       Performance examination of selected sensors for use in sumo class robots

Wszystkie artykuły zostały zaprezentowane na  14-stej międzynarodowej konferencji naukowej Mechatronic Systems and Materials (MSM 2018), która odbyła się w Zakopanem. Dodatkowo pierwszy z artykułów zgłoszono do konkursu referatów przygotowanych przez młodych naukowców.

Konferencja ta była ostatnim zadaniem drużyny w ramach projektu Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego pt. „Najlepsi z najlepszych! 2.0.”. Dzięki projektowi drużyna bardzo mocno rozwinęła się manualnie, jak i naukowo, a do zespołu wciąż dołączają nowi członkowie.

Więcej o sukcesach i drużynie SumoMasters z Wydziału Mechanicznego Politechniki Białostockiej można przeczytać na stronie uczelni.

Wyjazdy zostały sfinansowane ze środków projektu pozakonkursowego o charakterze koncepcyjnym pt. „Najlepsi z najlepszych! 2.0.” realizowanego w ramach PO WER.

Logo PO WER, flaga Polski, logo Unii Europejskiej

Tagi: Politechnika Białostocka

Pobierz darmowe oprogramowanie
do przeglądania plików