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cursos:introrobotica:2018-1:competicao

Competição

Cartaz

Apresentação

Este documento descreve as regras da competição entre robôs móveis autônomos construídos como parte do trabalho final da disciplina Introdução à Robótica, oferecida pelo Departamento de Ciência da Computação da UFMG em 2018/1. O objetivo da competição é proporcionar aos alunos a experiência de projetar, construir e integrar um sistema robótico completo e funcional, que deve interagir adequadamente com o mundo real (dinâmico e parcialmente estruturado).

O material utilizado na construção dos robôs é fornecido aos alunos, com exceção dos sensores. As funcionalidades básicas que cada robô deverá demonstrar incluem:

  1. Utilizar diversas capacidades sensoriais;
  2. Controlar corretamente velocidade, posição e orientação;
  3. Navegar em um ambiente semi-estruturado;
  4. Coletar apenas os objetos de interesse;
  5. Executar eficientemente a missão a partir de planos/estratégias.

Ao final da competição os alunos terão aprimorado seus conhecimentos de robótica em geral, e em particular a integração entre diversos conceitos das áreas de computação, engenharias elétrica, eletrônica, mecânica e controle. Todo o processo, desde a concepção à implementação, tem como objetivo principal contribuir para reduzir a distância entre as “abstrações teóricas de modelos perfeitos”, com os quais o aluno lida normalmente, e “o mundo real”, caracterizado por incertezas, ruídos, não-linearidades e tantas outras “idiossincrasias”.

Motivação

O incêndio de grandes proporções e desmoronamento recém ocorridos em São Paulo deixaram claros mais uma vez os desafios e perigos aos quais os bombeiros estão diariamente expostos. Considerando isso, equipes altamente especializadas em robótica receberam a missão de criar o melhor robô autônomo para auxiliar na identificação e remoção de pessoas em situações de perigo.

Os robôs têm o objetivo de localizar as possíveis vítimas que estão espalhadas pelo ambiente, socorrê-las e levá-las até um local seguro. Mas será preciso muita atenção, pois uma decisão errada pode colocar em risco toda a missão!

Local da missão

A imagem a seguir representa o campo da competição (local de salvamento):

  • Dois robôs (A e B) começarão em suas respectivas bases, em lados opostos do campo. Ao lado de cada base existem postos médicos, onde as vítimas devem ser levadas para receber atendimento.
  • As posições das vítimas são, em princípio, conhecidas. Entretanto, o nível de ferimento (leve, moderado, grave, nenhum) de cada uma delas é aleatório.
  • No alto da plataforma, estarão as vítimas mais graves. Elas possuem prioridade e também deve ser levadas para a área de atendimento. Existem apenas duas vítimas desse tipo (bloco azul).
  • Vítimas com mesmo grau de ferimento podem ter dificuldades diferentes de salvamento (bloco/esfera).
  • A plataforma tem aproximadamente 5 cm de altura.
  • Os blocos/esferas serão de isopor, pintados com tinta guache.
  • O campo de competição é de formato retangular, com as principais marcações feitas com fita adesiva de 5 cm de largura.

Base

  • Cada lado do campo possui uma base, a área quadrada delimitada pela fita preta.
  • Cada base possui, no centro, uma lâmpada de início, localizada no nível do piso do campo. O robô deverá ser capaz de detectar o início da partida quando essa lâmpada for acesa (será apagada em seguida após um intervalo de tempo não específico).
  • Na parte de trás de cada base, localizada sobre o ressalto, há uma fonte de luz polarizada (descrita a seguir) identificada pela orientação do filtro.
  • Em ambos os lados de cada base estão as áreas de armazenagem onde os itens devem ser colocados.

Luzes Polarizadas

  • Duas fontes de luz com polarizações ortogonais (+45 e -45 graus em relação à vertical) serão colocadas atrás de cada uma das bases.
  • Quando o lado do campo de jogo é sorteado, os competidores devem calibrar os sensores seus robôs apenas por meio de comandos (botões, por exemplo, escolhidos de um menu exibido no LCD do microcontrolador). Não é permitida nenhuma alteração física dos robôs e nem o uso de um computador externo ou controle remoto.

Pontuação

Os pontos P obtidos em uma partida são contados ao final do jogo, e os pontos referentes à classificação serão computados de acordo com a tabela apresentada abaixo. Algumas questões devem ser observadas:

  • Uma vítima será considerada dentro da área de tratamento se ela estiver completamente contida na região delimitada pelas (e incluindo) as faixas pretas.
  • Uma vítima estará sob controle do robô se ao ser erguido da mesa, ela não se desprender do mesmo.
  • A pontuação P de cada equipe será uma soma que depende da quantidade de vítimas resgatadas e da posição final delas no ambiente (no robô, na base ou no degrau).
Artefato Robô Base Degrau
Vítima com ferimento leve (bloco/esfera verde) 1 2 5
Vítima com ferimento moderado (bloco/esfera vermelho) 2 4 10
Vítima com ferimento grave (bloco azul) 4 8 15
Vítima sem ferimento (bloco/esfera preto) -4 -8 -15

ATENÇÃO: Caso o robô não saia da base, a equipe será penalizada com a perda de 4 pontos (vale ser empurrado pelo outro robô).

A competição será realizada no formato todos contra todos, e os dois robôs que obtiverem as maiores pontuações disputarão a grande final. A Final será composta por 3 partidas, e o robô que tiver a maior pontuação em duas dessas partidas será declarado o grande vencedor da competição de Introdução à Robótica 2018/1.

Abaixo a tabela dos jogos.

Na fase classificatória serão utilizados os seguintes critérios de desempate (necessariamente nessa ordem):

  1. Menor número de blocos pretos coletados;
  2. Maior número de vezes que o bloco azul foi coletado;
  3. Torcida mais animada;
  4. Par ou ímpar (melhor de 3).

Dinâmica de uma partida

A seguir, o exemplo de uma partida:

  1. Duas equipes são chamadas para competir.
  2. O lado de cada equipe é sorteado.
  3. O cronômetro é acionado. As equipes têm 60 segundos para calibrar os robôs. A luz de partida permanece apagada durante todo esse período e a luz polarizada acesa. Os blocos estarão à disposição de cada equipe.
  4. É realizado o sorteio da orientação de cada robô.
  5. Um integrante do grupo posiciona o robô conforme a orientação sorteada, após o qual todos os integrantes devem se afastar da mesa. A partir deste momento nenhum contato físico com os robôs é permitido.
  6. Os blocos são posicionados na mesa.
  7. O cronômetro e a luz de partida são acionados concorrentemente.
  8. Os robôs começam a executar suas tarefas.
  9. Após um tempo arbitrário (dependendo do juiz) a luz de partida é desligada.
  10. Exatamente 60 segundos após a luz de partida ter sido acesa, os robôs devem parar qualquer movimento.
  11. A contagem dos pontos é realizada.
  12. Os robôs são retirados de campo.

O Robô

Estrutura

  • O robô deverá trazer marcado claramente onde se localiza a sua parte frontal (frente do robô).
  • O robô deve caber em um cubo de 30cm de lado no momento de início da partida. Entretanto, posteriormente, pode se expandir além dessas dimensões.
  • A estrutura do robô deve ser exclusivamente construída com as peças LEGO fornecidas. Borrachas e mangueiras existentes nos Kits LEGO são consideradas peças válidas, mas não podem ser utilizadas para fornecer suporte estrutural aos robôs.
  • Peças LEGO não podem ser coladas, amarradas, unidas com fita, umas às outras, com exceção das bases dos motores.
  • As peças existentes nos Kits LEGO não podem ser alteradas em qualquer hipótese.
  • Peças extras em quantidade limitada estarão disponíveis com a finalidade de montar sensores e motores.
  • Peças não-LEGO não podem ser coladas a peças LEGO, e antes de serem utilizadas devem ser aprovadas pelos monitores.
  • Fios e cabos podem ser utilizados apenas com fins elétricos e não estruturais.
  • Nenhum tipo de lubrificante pode ser utilizado.

Controle

  • O robô deve ser autônomo. Não é permitida nenhuma comunicação - com ou sem fio -, com qualquer dispositivo externo.
  • O robô deve ser controlado exclusivamente pelo microcontrolador.
  • Nenhuma peça ou substância deve ser intencionalmente depositada no campo. O robô que apresentar este comportamento, a juízo da comissão, será desclassificado da competição.
  • Não é permitido que o robô tente destruir seu adversário. O robô que apresentar este comportamento, a juízo da comissão, será desclassificado da competição.
  • O processo de coleta dos blocos não poderá destruí-los nem perfurá-los. Entretanto os blocos podem ser deformados por um tempo suficientemente curto durante a coleta e o transporte, mas sem causar alteração da sua forma.

Apresentação da Equipe

Antes da competição cada equipe deverá apresentar seu time e robô para os convidados. A apresentação deve durar de 3 a 4 minutos e deve conter:

  • Nome da equipe e dos membros.
  • Detalhes construtivos do robô, sensores e atuadores utilizados, mecânica, etc.
  • Estratégias a serem empregadas durante a competição. Não é necessário explicar todas as estratégias, algumas podem ser secretas.

A apresentação deve entregue (pendrive) 10 minutos antes do início da competição, e disponibilizada na página do grupo no dia seguinte.

cursos/introrobotica/2018-1/competicao.txt · Última modificação: 2018/05/17 15:44 por doug

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