NaKomin 2014

na-komin02V Septembri 2014 sme sa za Katedru Robotiky zúčastnili prvého ročníka súťaže NaKomín, do ktorej sa v dvoch kategóriách zapojilo celkovo 19 tímov z viacerých krajín. Úloha nebola jednoduchá –  skonštruovať robot, ktorý zvládne vyliezť po vytýčenej dráhe na priemyselný komín smerom hore aj smerom dole

Žiadny z tímov poriadne nevedel do čoho ide a ktorý typ konštrukcie sa najlepšie osvedčí. Aj u nás sa uvažovalo o rôznych riešeniach od turbín, quadrocoptérov až po závesné systémy.  No keďže sme na celú konštrukciu aj programovanie mali iba približne mesiac času, rozhodli sme sa veci nekomplikovať a vsadili sme na klasickú „humanoidnú“ štruktúru s využitím modulárnej robotickej stavebnice BIOLOID.

nakomin_01

Testovacie lezenie na komíne

Odpadla tým potreba riešenia akejkoľvek elektroniky a zároveň bol zabezpečený dostatočný počet stupňov voľnosti, potrebných pre lezenie po rebríku. Pre riadenie serv sme nepoužili štandardný Robotis software ale išli sme kompletne cez ROS s tým, že polohové sekvencie boli po kábli vysielané do robota v reálnom čase z PC.  Vďaka modularite stavebnice Bioloid a jednoduchému ROS interface-u k dynamixelovským servám, od dotiahnutia prvej skrutky na robotovi po začiatok programovania ubehli iba dva dni. Dorobili sme aj 3D model a online vizualizáciu, čiže bolo možné v simulácii sledovať aktuálny stav robota v RVize a pustili sme sa do programovania. Zdalo sa, že mesiac času na naprogramovanie tých pár sekvencíí bude až až ale ani zďaleka to tak nebolo. Veľký počet stupňov voľnosti, momentové obmedzenia jednotlivých serv a nutnosť programovať pohyby na tréningovom rebríku metódou pokus omyl bola veľmi nepríjemná kombinácia. V podstate celý výsledný program je jedná dlhá sekvencia „bulharských“ konštánt definujúcich natočenia, rýchlostí kĺbov a páuz medzi jednotlivými pohybmi.

nakomin_rviz

Online vizualizácia robota v RVize

Asi po troch týždňoch trápenia už bol robot schopný liezť po tréningovom rebríku skonštruovanom podľa oficiálneho výkresu komína aj smerom hore aj smerom dolu. Po úpornom odladzovaní sa podarilo skrátiť čas potrebný na zdolanie jednej stupačky z pôvodne jednej minúty na približne 30 sekúnd. Tým, že sa dodržiavalo pravidlo troch kontaktných bodov to jednoducho rýchlejšie nešlo. Bolo nám jasné, že robot bude patriť k tým pomalším ale úspešné testovanie na tréningovom rebríku nás aspoň trocha napĺňalo  optimizmom.

Celkom úspešne dopadlo aj testovanie na skutočnom komíne pred kvalifikáciou, robotovi sa podarilo v jednom pokuse vyliezť až do výšky 3.2m. Vyliezol by aj vyššie to by však poloha stupačiek musela byť naozaj horizontálna tak ako to bolo nakreslené vo výkrese. V skutočnosti sa sklon stupačiek menil v rozsahu 15° do obidvoch strán, čo našej subtílnej konštrukcii spôosobovalo smerové problémy a robot mal jednoducho stojac na krivej stupačke problém trafiť rukou tyčku o dve úrovne vyššie.

Aj napriek spomínaným problémom sa nášmu robotovi ROS Climber podarilo umiestniť vo svojej kategórii na treťom mieste. Zvítazil českým tím Rádioklub Písek, ktorý zužitkoval mnohoročné skúsenosti z podobných súťaží a uspel so svojou robustnou dopravníkovou konštrukciou s bočným vedením.

Prvý ročník podujatia NaKomin hodnotíme mimoriadne pozitívne, nielen z hľadiska popularizácie robotiky ale aj z hľadiska náročnosti danej úlohy, pri ktorej sme opäť získali veľké množstvo skúsenosti. Vďaka patrí aj organizačnému tímu za profesionálne zvládnutie piebehu celej akcie a už teraz sa tešíme na nadchádzajúci ročník 2015!

František Ďurovský