制造世界级机器人 俄罗斯大学生出类拔萃

2021年1月18日
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年轻的俄罗斯机器人技术员们已不是第一年在国际竞赛中获奖了。如何制造世界上最好的机器人?如何练习机器人技术、教机器人吹长笛?就这些问题,我们采访了三位机器人世界杯(RoboCup)大赛获奖者。
RoboCup
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新冠疫情大流行加速了机器人在生活中各领域应用的进程,似乎全世界的人都在考虑用无人机取代快递员、使用不会生病的工业机器人以及可以照顾感染新冠病毒患者的医用机器人。俄罗斯在这方面不落下风,国际机器人联合会报告资料显示,俄罗斯在全球服务机器人制造商榜单中位居第二位。来自俄罗斯的团队已不是第一年在国际机器人奥林匹克竞赛和机器人世界杯大赛中获奖了。

奥列格·马尔琴科(Oleg Marchenko),21岁;2017年国际机器人奥林匹克竞赛第一名,高年级组,新西伯利亚Binom队(机器人联盟):

2014年我与机器人联盟相识,开始参加各项比赛和机器人奥林匹克竞赛。俄罗斯选拔参赛选手是层层筛选的,首先是地方(城市)选拔,然后是地区选拔,接下来是全俄奥林匹克竞赛,之后我们参加了全国训练营及世界水平的国际机器人奥林匹克竞赛。当年我们团队在俄罗斯的选拔中排名第11,未能进入前十名,只有前十名的团队能继续参加比赛。2015年我们入选国家队并出征国际机器人奥林匹克竞赛。第一次我们甚至没能达到中间排名,排在末尾。之后就开始备战2016年国际机器人奥林匹克竞赛。

此次竞赛有完全自主的机器人表演。我们团队预先对机器人进行设计、编程,将机器人置于其能自主移动的区域,机器人通过传感器判定方位、控制物品。我们无法靠近机器人并影响其移动。就是说我们能做的就是在此之前所做的事。结果2016年我们成功晋级国际机器人奥林匹克竞赛决赛。我们的机器人开始表演时,周围的观众人山人海,拍照的照相机就有数百台。机器人启动后开始向前移动,一切都很顺利,但有一刻偏离了轨道。训练时从未发生过这一情况,这是我们未能预料到的。所有的观众惊呼了一声。后来我们回家后感到特别担心,某一刻甚至想放弃,但后来我们对情况进行了仔细分析。我们没能预见到,机器人技术与编程的区别在于外部环境会对情况产生极大的影响。

作为开发人员和设计人员,我们的任务是使机器人做好应对外部环境影响的准备。2017年全年我们都在致力于这方面的工作。当年的国际机器人奥林匹克竞赛群星荟萃,我们做好了充分准备。任务很艰巨,但我们知道我们的竞争对手即便在国际奥林匹克竞赛上也达不到这种水平的成果。最终我们夺得2017年世界冠军。

瓦西里·杜纳耶夫(Vasiliy Dunaev),18岁;2018年国际机器人奥林匹克竞赛第一名,Open组,圣彼得堡Senior High,来自圣彼得堡国立信息技术、机械学与光学研究型大学和总统物理数学239附中团队。

国际机器人奥林匹克竞赛有数个类别的比赛,其中之一有明确的任务,参赛者比谁完成得更快、更好。但也有创意类别比赛,为参赛者提供一个2米乘2米的展台,用5分钟展示自己的项目。有具体明确任务可以集中精力,朝一个方向思考,会出现许多原创、非标准解决方案。创意类别比赛存在竞争,参赛者可以创作性地思考,头脑中产生任何想法都可以去做。

我不是第一次参赛就获得创意类比赛冠军的,我们早在2014年就开始参加比赛了。当年奥林匹克竞赛在索契举行,我获得低年级组第二名。直到2018年我们才在泰国奥林匹克竞赛中获得高年级组第一。当时我们通过展示能自动从果园采摘草莓的机器人获得第一。这种事情说起来简单,但事实上我们有个摄像头,机器人可以通过神经网络找到果子,确定其状态,将所有信息传输到数据库。用户通过应用程序定购果子,机器人边移动边用柔软的硅胶气动抓手采摘并将果子送至无人机,然后无人机起飞送货。这看起来很简单,但事实上是大量工作的结果,将许多技术融合在了一起。需要同步各种完全不同技术。

后来我们开展了个RoboCup in Stage项目。是个会吹长笛的类人机器人女孩叫艾尔扎。她真正地演奏长笛,不但会用嘴吹,还会用手指捏住长笛的孔。此外还会听并识别吉他手弹奏的和弦,并以此为基调创作自己的旋律,与人类共同演奏。就是说,从技术角度讲,这也是个很强的项目。这样的项目可以开发想象力,有助于在机器人技术的各个领域取得进步。

罗季翁·阿尼西莫夫(Rodion Anisimov),21岁;机器人世界杯工程组(RoboCup@Work)竞赛第二名,莫斯科国立鲍曼技术大学学生

我在机电一体化及机器人技术SM-7系学习,是鲍曼机器人俱乐部(Bauman Robotics Club)团队队长。我和我的团队一起参加了机器人世界杯比赛。机器人世界杯有两个级别的比赛。高级组由大学生参加,还分为三个分组。第一个,即初级分组是最初机器人世界杯的比赛项目,即类人机器人足球赛。第二个分组是机器人世界杯@家联盟组(RoboCup@Home),这一组的机器人要完成真实住宅中的任务,例如去年的任务是在超市里收集一篮食品。第三个分组(也是我们参加的比赛)是世界杯工程组(RoboCup@Work)比赛,模拟一个仓库,服务机器人要正确地将一些物品分放到几张桌子上。所有物品都随机放置,给机器人派发任务,任务规定将物品从哪张桌子挪到哪张桌子上。

我们已是第二年参加这项比赛了,连续两年都拿到第二名,仅负于来新加坡队。我喜欢这种活动更侧重于作为科学领域发展机器人技术。设定任务属知识密集型,专业性很强,其完成需要运用许多不同领域的知识。还有设计完整导航程序的任务,用激光测距仪绘制房间地图,机器人要根据地图判别方向。比赛的日子里各团队相互交流经验,讨论技术解决方案,所有在机器人使用的代码都作为开放式资源上传,专为该行业的发展。这里运用各种不同知识,如概率论、线性代数、数学分析等一并使用。

除机器人世界杯外,我还从事其他项目。例如去年我们去中国参加了一个会议,主题是物联网在服务机器人中的应用。我们在那里为类人服务机器人制作了控制系统和界面,确保人机交互。

本次交谈是在机器人研究站联合全国机器人技术市场参与者协会和Youtube PRO Robots频道共同在全俄展览中心“机器人环境”项目活动框架内进行的。

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本文由《Russia Beyond》编辑部即TV-Novosti自治非盈利机构项目准备

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