Петербургские роботы готовы заменить людей

Сотни детей в минувшее воскресенье заняли Аничков дворец, чтобы продемонстрировать вершины петербургской технической мысли. Среди участников репортер «Росбалта» обнаружил победителей самых престижных международных соревнований в робототехнике - RobotChallenge 2014 и World Robot Olympiad 2012-2013.

Современные электромеханические конструкторы, которые нынче используются для изготовления роботов, совсем не похожи на наборы с винтиками и гаечками советских времен. Нынешние не только стоят по $300-500, но и дают детям совсем иные возможности, фантастические по советским критериям. Руководитель Центра робототехники физико-математического лицея №239 и преподаватель этой же школы Сергей Филиппов рассказал, как петербургские дети обошли всех остальных на международных соревнованиях.

«В этом году наша команда привезла четыре призовых места из Австрии, с международных состязаний RobotChallenge 2014. Мы заняли там первое и второе места в классе летательных аппаратов. Это было непросто - мы готовились к такому триумфу год. В прошлом году стали только вторыми – "серебро" взял наш молодой преподаватель. А в этом году отличились уже школьники – они заняли первое, второе и четвертое места», - отметил Филиппов.

По словам преподавателя, авиамоделирование - один из самых сложных видов робототехники, поскольку там применяется видеозрение и специальные системы стабилизации. «Ребята использовали сложные алгоритмы программного управления, которые относятся уже к вузовскому курсу, а не к школе. При этом выступали в Вене школьники 7-9 классов. На конкурсе за отведенные 10 минут нужно было пролететь как можно больше «восьмерок». Первое место – 18 «восьмерок», второе – 15. Все это сделали наши ребята. Чехи были на третьем - они пролетели только 11 кругов. Почему? Потому что наши ребята лучше подготовились», - объяснил преподаватель.

Что именно питерские школьники сделали в Австрии лучше других, «Росбалту» рассказал Даниил Веденин – ученик 10-го класса 441-й гимназии, который пришел на соревнования в Аничков дворец со своим летающим роботом. В специальном ангаре, накрытом защитной сеткой, Даниил демонстрировал посетителям возможности квадрокоптера.

«Такой квадрокоптер сам по себе стоит порядка 10 тысяч рублей, но в магазине это просто кусок железа. На него нужно подавать команды, а если команд не будет, он просто зависнет в воздухе. Мы научили его передавать на компьютер по wi-fi изображение с камер – передней и нижней, а также показания датчиков – дальномер, наклон и компас», - пояснил Даниил.

На самом деле школьник Веденин скромничал – алгоритм, который он разработал, позволил квадрокоптеру на соревнованиях в Австрии пролететь контрольный маршрут почти вдвое быстрее, чем это сделали конкуренты.

«Мой алгоритм оказался лучше – у программистов из других стран показания камер обрабатывались непрерывно, а это занимало много времени. Моя программа обрабатывала данные только в двух интервалах на поворотах. С точки зрения скорости это давало значительное преимущество, хотя с точки зрения стабильности это был минус – теоретически машина могла чаще врезаться. Но мы соревновались в скорости, а не в стабильности, поэтому и победили», - объяснил причину успеха Даниил.

Молодой человек также рассказал, что стандартные конструкторы Lego ему уже не интересны и поэтому он посещает лабораторию Военмеха, где проектирует оригинальных роботов. Через год он поступит в Военмех на кафедру робототехники и займется кибернетикой профессионально.

Впрочем, больше всего посетителям соревнований по робототехнике запомнилась рыжая девушка по имени Грета, расположившаяся на втором этаже дворца, – она послушно играла в ладушки со всеми детьми, кто хотел этого.

«Наша работа по видеофиксации началась именно с «Греты» - ее придумала Маша Муретова, а доработали другие школьники и студенты, после чего мы все получили первое место на Всемирной олимпиаде роботов World Robot Olympiad в Куала Лумпур в Малайзии. Команда нашего лицея заняла первое место в старшей творческой категории с проектом «Грета играет в ладушки», и с этого робота 239-й лицей начал серию своих побед», - рассказал ученик 239-й школы Григорий Бартош.

Григорий и еще два его коллеги - Евгений Лосицкий и Денис Никитин - показали на этих соревнованиях свой последний проект – SummerGardenBot. Это два робота, которых научили следить за статуями Летнего сада и в случае загрязнения наводить порядок – самостоятельно чистить их, если это возможно, и вызывать подмогу, если речь идет о вандализме. Этот проект три дня назад занял второе место в Австрии на RobotChallenge 2014.

«У наших роботов в памяти хранятся изображения статуй Летнего сада. Используя специальный ICP-алгоритм, мы накладываем облако точек из реального изображения на модель и таким образом находим трансформацию. Дальше по цветовой модели находим отклонение. Если оно сильное, распознаем его как грязь, задаем координату грязи, туда подъезжает хранитель – робот со щеткой – и удаляет эту грязь. Весь наш проект основан на машинном зрении. Из чужих готовых программ мы пользовались только библиотеками компьютерного зрения, а все алгоритмы писали сами», - пояснил Григорий Бартош, сидя среди своих поразительных роботов, умеющих видеть, оценивать и реагировать.

Впрочем, кроме опытных и продвинутых программистов в Аничковом дворце были и обычные школьники, радующиеся возможности просто показать свою работу. Так, Евгения Бодрикова из 384 лицея собрала робота, который умеет быстро двигаться вдоль черной линии по определенному маршруту. Еще этот робот играл в футбол, правда, вылетел на стадии отборочных соревнований.

«Я знаю, что девочкам следует заниматься куклами, но мне больше нравятся роботы. Вот уже два года я хожу в ДДЮТ Кировского района в парке «Девятого января». Этот робот, к сожалению, не мой личный, исходный конструктор дали в кружке, но я уговариваю родителей, чтобы купили мне свой конструктор, хотя он стоит примерно 12 тысяч рублей. Зато тогда я смогу собирать своих личных роботов – каких хочу. Что они будут уметь? Да что угодно – то, что я им напрограммирую», - объяснила пятиклассница.

Другой молодой человек, Даниил Мартынов, ученик 6-ого класса 261-й гимназии, показал робота, умеющего бродить по пыльным тропинкам далеких планет и собирать там полезную информацию. Увы, эта конструкция не смогла продемонстрировать себя во всей красе перед квалификационной комиссией – в ходе публичных испытаний выяснилось, что большая часть датчиков не работает, аккумуляторы сели, а солнечные батареи толком не припаяны. Но автор не унывает – к следующим соревнованиям его планетоход не просто зарядит аккумуляторы, а научится разговаривать с экзаменаторами.

Всего в соревнованиях в Аничковом дворце участвовали больше 600 детей и почти 1000 роботов, что является абсолютным рекордом петербургской робототехники. Все без исключения участники говорили о том, как их огорчает то, что основу для роботов - электромеханические конструкторы -приходится закупать в Китае, а не в России.

«Ситуация меняется. Уже сейчас программы для роботов пишут только наши ребята. Контролеры начал разрабатывать и поставлять матмех СПбГУ. Дело за малым – электромеханическими деталями для роботов. Их могут делать производственные флагманы Петербурга. Когда это произойдет, мы станем полностью независимы от зарубежных производителей», - пообещали «Росбалту» инженеры, возглавляющие детские команды.

Впрочем, даже тогда статуи Летнего сада роботы чистить не начнут. По объективным оценкам самих изобретателей, нанять мигрантов пока получается значительно дешевле, чем использовать последние достижения петербургской инженерной мысли.

Евгений Зубарев

Видеосюжет можно посмотреть здесь.