В отличие от остальных номинаций, в которых от участников требовалось выполнить точное задание — рассортировать объекты или проехаться по заданному маршруту, в творческой категории школьники должны были придумать и собрать любую робототехническую систему, решающую проблему по заданной теме. В этом году темой конкурса стала борьба с отходами, и ученики гимназии № 116 Глеб Загарских, президентского физико-математического лицея № 239 Даниил Павлов и гимназии № 261 Даниил Мартынов под руководством тренера, сотрудника кафедры систем управления и информатики Университета ИТМО Игоря Лосицкого решили взяться за проект по комплексной уборке арктического побережья.
Одна из важных экологических проблем в Арктике связана с тем, что полярники привозят с собой бочки с горюче-смазочными материалами для отопления и заправки техники. После того, как топливо использовано, бочки остаются на побережье — везти их обратно на Большую землю нерентабельно. Ребята из школьной сборной Университета ИТМО предложили свое решение проблемы и разработали прототип роботизированного комплекса для ликвидации топливных баков. С помощью компьютерного зрения система определяет местонахождение бочек, робот с манипулятором подбирает их и перевозит на конвейер, тот транспортирует бочки под пресс, и спрессованные баки отправляются в грузовой отсек приемного пункта. На макете, который школьники привезли в Университет Иннополис на финал Всероссийской робототехнической олимпиады, пункт приема спрессованных баков был оформлен как корабль, эффектно отплывающий после завершения погрузки, а робот собирал не бочки, а жестяные банки.
«Мы запрограммировали видеозрение следующим образом: выделяется область, в которой необходимо вести поиск, область вокруг робота отбрасывается, чтобы робот сам не определялся как банка. Все темные участки мы условно принимаем за банки, и система определяет, банка это или нет, по соотношению сторон, а ее положение — по площади участка», — объясняет Глеб Загарских.
По словам Игоря Лосицкого, присутствующие на финале эксперты отметили, что для полномасштабного воплощения проекта «Чистая Арктика» можно найти заинтересованных спонсоров, и, возможно, роботы действительно отправятся собирать бочки из-под ГСМ. Все системы работают полностью автономно и не требуют вмешательства человека. Манипулятор сборщика обладает большим количеством степеней свободы и может подбирать бочки вне зависимости от того, в каком положении они находятся. Кроме того, для повышения эффективности системы камеру для поиска бочек можно подвесить на квадрокоптер, но участники олимпиады решили этого не делать, чтобы банки не сдувало воздушным потоком.
Судьи также высоко оценили работу двух других команд, которые тренирует Игорь Лосицкий: сборная физико-математического лицея № 239 заняла первое место в младшей, а сборная петербургского Дворца творчества юных победила в старшей возрастной группе в творческой категории олимпиады. Чтобы принять участие в международной World Robot Olympiad-2016, командам теперь нужно пройти отборочный этап — записать видеопрезентации проектов и представить их экспертному жюри. Финал Всемирной олимпиады пройдет в ноябре 2016 года в индийском Нью-Дели, тогда же объявят и темы соревнований на 2017 год.
«В прошлом году наша команда стала чемпионом мира в творческой категории, и я думаю, что у нас есть шансы выйти в финал и в этом году, — комментирует Игорь Лосицкий. — Мы будем продвигать все три команды: в связи с последними олимпийскими скандалами хочется хорошо выступить на мировом уровне. У меня большой опыт участия на всемирных олимпиадах со школьниками, и мне кажется, что российские дети — самые талантливые, у них самый большой потенциал».
Подготовка сборной велась на базе студенческого конструкторского бюро робототехники, которым руководит ассистент кафедры систем управления и информатики Университета ИТМО Александр Капитонов. Разработка «Чистой Арктики» велась около девяти месяцев, но это не единственный проект, над которым работают школьники. Среди других изобретений — робот, который предлагает людям сделать с ним «селфи», и робот-декоратор, который расписывает елочные украшения. Для него ребята разработали генетический алгоритм, с помощью которого можно обучить машину рисовать красивые узоры.
«Проектов у нас очень много, и, честно говоря, мы уже начали вытеснять студентов из конструкторского бюро: для работы над каждым проектом требуется много места, а мы собираемся там каждый день, кроме воскресенья. На занятиях мы генерируем идею, потом думаем, как она может быть реализована с точки зрения конструкции и алгоритмов. Иногда в процессе мы усложняем или упрощаем конструкцию, если робот становится слишком тяжелым или нет необходимости в лишних деталях и узлах. Мы ищем оптимальные программные решения, иногда объединяем несколько систем, в которых используются разные языки программирования, — говорит Игорь Лосицкий. — Сейчас мы работаем над тем, чтобы создать в Университете ИТМО большую серьезную лабораторию. Детям нравится не просто учиться чему-то абстрактному, чтобы выполнить мелкий проект и потом забыть о нем, им хочется делать что-то большое и существенное, решить настоящую проблему, показать его экспертам, победить в конкурсе. Тогда у них вырастают крылья».
