Pandora Robotics Team - 2007 to 2015 - ECE, AUTH

Editor's Notes

• #2: Παρουσίαση της ομάδας ρομποτικής PANDORA η οποία δραστηριοποιείται στο τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης.
• #3: Το όνομα της ομάδας είναι αρκτικόλεξο του Program for the Advancement of Non-Directed Operating Robotic Agents, το οποίο μεταφράζεται σε Πρόγραμμα για την Ανάπτυξη μη τηλεκατευθυνομένων Ρομποτικών Πρακτόρων. Είναι σαφές ότι η ερευνητική περιοχή της ομάδας είναι η δημιουργία αυτόνομων ρομπότ.
• #4: Ο σκοπός ύπαρξης και δραστηριοποίησης της ομάδας είναι πολλαπλός: Η πρακτική εφαρμογή των γνώσεων που λαμβάνουν απο το τμήμα οι φοιτητές. Η εκπαίδευσή τους σε τεχνολογίες αιχμής. Η παροχή προϋπηρεσίας σε προπτυχιακους και μεταπτυχιακούς φοιτητές. Η επιτέλεση έργου κοινωνικού χαρακτήρα. και τέλος η προβολή του τμήματος, του πανεπιστημίου και των ελλήνων επιστημόνων στην διεθνή επιστημονική κοινότητα
• #5: Η ομάδα PANDORA συμμετέχει στον παγκόσμιο διαγωνισμό RoboCup που διοργανώνεται σε διαφορετική χώρα κάθε έτος. Ο διαγωνισμός χωρίζεται σε τέσσερις κατηγορίες: a) Το τμήμα του RoboRescue αφορά την διάσωση θυμάτων μετά από φυσικές καταστροφές με χρήση ρομποτικών οχημάτων, b) Το κομμάτι του RoboSoccer περιλαμβάνει την υλοποίηση μίας ρομποτικής ομάδας που παίζει ποδόσφαιρο με έξυπνο τρόπο, c) Το Robo@Home στοχεύει στην ανάπτυξη ενός ανθρωπόμορφου ρομπότ με σκοπό την χρήση του ως έξυπνος οικιακός βοηθός και d) Το RoboJunior στο οποίο λαμβάνουν μέρος παιδιά μικρότερων ηλικιών έτσι ώστε να εξοικειωθούν με την επιστήμη της ρομποτικής. Τα τελευταία 5 χρόνια η ομάδα PANDORA συμμετέχει στον διαγωνισμό RoboCup-RoboRescue σημειώνοντας σημαντικές διακρίσεις.
• #6: Η σύλληψη του διαγωνισμού RoboRescue έγινε μετά τον καταστροφικό σεισμό “Great Hanshi-Awaji” στην πόλη Kobe της Ιαπωνίας τον Ιανουάριου του 1995, ο απολογισμός του οποίου ήταν 6500 θύματα και πάνω από 8000 κατεστραμμένες κατοικίες. Το σκεπτικό δημιουργίας του διαγωνισμού ήταν να υλοποιηθούν ρομποτικά οχήματα με ικανότητα να εισέρχονται σε ένα ημικατεστραμμένο περιβάλλον και είτε αυτόνομα είτε με τηλεχειρισμό να αντιλαμβάνονται την ύπαρξη θυμάτων. Στην τελευταία εικόνα φαίνεται το ρομπότ Quince του πανεπιστημίου Sendai της Ιαπωνίας το οποίο στάλθηκε στην πόλη Fukushima μετά το πυρηνικό ατύχημα το 2013.
• #7: O διαγωνισμός RoboRescue χωρίζεται εσωτερικά σε επιπλεόν κατηγορίες, κάθε μια από τις οποίες λαμβάνει χώρα σε διαφορετικό περιβάλλον-αρένα. Η κίτρινη αρένα διαθέτει ξύλινες ράμπες μικρής σχετικά κλίσης, διαδρόμους και προσομοιωμένα θύματα και χρησιμοποιείται για οχήματα με αυτόνομη λειτουργία. Η πορτοκαλί αρένα περιλαμβάνει ράμπες μεγαλύτερης κλίσης και ίσως σκάλες. Γενικά προσανατολίζεται σε τηλεχειριζόμενα οχήματα. Η κόκκινη αρένα χρησιμοποιείται επίσης για τηλεχειριζόμενα οχήματα αφού ή δυσκολία της είναι ιδιαίτερα αυξημένη. Στην μπλέ αρένα διαγωνίζονται τα οχήματα που έχουν δυνατότητα χειρισμού αντικειμένων. Τέλος υπάρχει η κιτρινόμαυρη πίστα όπου προσομοιώνεται η κατάσταση διακοπής της επικοινωνίας του χειριστή με το όχημα, με αποτέλεσμα το τελευταίο να πρέπει να κινηθεί αυτόματα. Εκτός από την γενική βαθμολογία που εξάγεται κυρίως από τον αριθμό των θυμάτων που εντοπίζονται, υπάρχουν και τρεις ειδικοί τελικοί: της αυτονομίας, της κινητικότητας και του χειρισμού αντικειμένων. Το ρομπότ της ομάδας PANDORA ως αυτόνομο, λαμβάνει μέρος στην κίτρινη και κιτρινόμαυρη αρένα, όπως και στον τελικό της αυτονομίας.
• #8: Οι απαιτήσεις του διαγωνισμού RoboRescue για το όχημά μας είναι α) να λειτουργεί αυτόνομα, χωρίς εξωτερικό χειρισμό, β) να μπορεί μέσω αισθητηρίων να εντοπίζει θύματα, γ) να δημιουργεί τον χάρτη του περιβάλλοντος σε συγκεκριμένη μορφή, να εντοπίζει QRs και ε) να εντοπίζει LandoltCs.
• #9: Κάθε χρόνο, οι διοργανωτές του διαγωνισμού ενσωματώνουν νέα στοιχεία τα οποία δεν έχουν ανακοινωθεί εκ των προτέρων. Κάποια απο αυτά είναι πέτρες, χώμα, βαρέλια, εφημερίδες ή και αυτοκίνητα. Σκοπός αυτής της ιδιαιτερότητας είναι να αναγκαστούν οι ομάδες να προσαρμοστούν σε νέα δεδομένα αποδοτικά, όπως εξάλλου θα έκαναν και σε πραγματικά περιβάλλοντα καταστροφής.
• #10: Η πρώτη φορά που η ομάδα συμμετείχε στον διαγωνισμό RoboRescue ήταν το 2008 στο Suzhou της Κίνας, όπου κατέλαβε την 9η θέση στην συνολική κατάταξη απο τους 18 διαγωνιζόμενους.
• #11: Το επόμενο έτος ο διαγωνισμός έλαβε τόπο στο Graz της Αυστρίας όπου και η ομάδα έλαβε της 9η θεση ανάμεσα σε 20 διαγωνιζομένους.
• #12: Το 2011 το RoboCup φιλοξενήθηκε στην Κωνσταντινούπολη όπου η ομάδα κατέλαβε την 10η θέση στους 17 διαγωνιζομένους. Επίσης κατάφερε να συμμετάσχει στους τελικούς της αυτονομίας και χειρισμού αντικειμένων.
• #14: Τέλος το 2013 ο διαγωνισμός έγινε στο Eindhoven της Ολλανδίας και η ομάδα PANDORA κατέλαβε την 2η θέση παγκοσμίως στην κατηγορία των αυτόνομων οχημάτων.
• #15: Τέλος το 2013 ο διαγωνισμός έγινε στο Eindhoven της Ολλανδίας και η ομάδα PANDORA κατέλαβε την 2η θέση παγκοσμίως στην κατηγορία των αυτόνομων οχημάτων.
• #16: Στην συνέχεια ακολουθεί μία αναλυτικότερη περιγραφή του τι συμβαίνει στο εσωτερικό του ρομπότ. Το λογισμικό χρησιμοποιεί το μετα-λειτουργικό σύστημα ROS (Robot Operating System). Τα διακριτά τμήματα του οχήματος είναι η δυνατότητα χαρτογράφησης, η εξερεύνηση ενός αγνώστου εκ των προτέρων χώρου, η υποστήριξη αλγορίθμων μηχανικής όρασης, το hardware που υποστηρίζει τους αισθητήρες, η γενική αρχιτεκτονική του συστήματος και οι μέθοδοι εντοπισμού θυμάτων.
• #17: Για την χαρτογράφηση γίνεται χρήση του αισθητήρα laser απο τον οποίο λαμβάνονται οι αποστάσεις των εμποδίων περιμετρικά του οχήματος και παράγεται ένας χάρτης - κάτοψη του περιβάλλοντος χώρου.
• #18: Οι πληροφορίες διαφόρων αισθητηρίων απόστασης ή κλίσης σε συνδυασμό με εκείνες που παρέχει ο χάρτης χρησιμοποιούνται με σκοπό την αυτόνομη πλήρη εξερεύνηση του χώρου από το ρομποτικό όχημα με ειδικά σχεδιασμένους αλγορίθμους.
• #19: Το τμήμα της μηχανικής όρασης κάνει χρήση μίας κάμερας και μέσω ειδικών έξυπνων αλγορίθμων είναι ικανό να αναγνωρίζει ανθρώπινο δέρμα, πρόσωπα ή και κίνηση.
• #21: Προφανώς πρέπει να υπάρχει ένα επίπεδο διασύνδεσης μεταξύ των αισθητηρίων και του υπολογιστή που υπάρχει στο όχημα. Το σκοπό αυτό εξυπηρετούν οι διάφορες πλακέτες, κατασκευασμένες από τα μέλη της ομάδας, οι οποίες λαμβάνουν τα δεδομένα και τα αποστέλλουν στους διάφορους αλγορίθμους.
• #23: Όλα τα παραπάνω τμήματα, όπως και ο τρόπος που το όχημα λαμβάνει αποφάσεις ορίζονται από την αρχιτεκτονική του οχήματος, δίχως τον σωστό και προσεκτικό σχεδιασμό της οποίας, είναι αδύνατη οποιαδήποτε λειτουργικότητα.
• #24: Τέλος, τα θύματα μπορούν να εντοπιστούν είτε ηχητικά (με χρήση μικροφώνων), με εικόνες από κάμερα, από κάμερες με δυνατότητα εντοπισμού βάθους, αισθητήρες διοιξειδίου του άνθρακα ή και με θερμότητα.
• #25: Τέλος, τα θύματα μπορούν να εντοπιστούν είτε ηχητικά (με χρήση μικροφώνων), με εικόνες από κάμερα, από κάμερες με δυνατότητα εντοπισμού βάθους, αισθητήρες διοιξειδίου του άνθρακα ή και με θερμότητα.
• #28: Εδώ μπορούμε να δούμε το όχημα της ομάδας PANDORA σε δράση κατά τον εντοπισμό ενός προσομοιωμένου θύματος.
• #30: Αρωγοί στην πορεία μας όλα αυτά τα χρόνια υπήρξαν οι χογηγοί μας, οι οποίοι στήριξαν έμπρακτα το όραμα και την προσπάθεια μας .
• #34: Ευχαριστούμε για την προσοχή σας!