Evenimentul anual internațional de robotică pe teren (FRE) a avut loc în perioada 8-10 iunie, practic într-un mediu de simulare robotică. Echipele internaționale de studenți care participă la evenimentul virtual au folosit tehnologia de simulare NASA pentru a finaliza sarcini simulate pe teren: navigație, recunoașterea buruienilor și detectarea obstacolelor.

Un prilej de testare

Evenimentul internațional de robotică de teren a fost lansat în 2003 de Universitatea Wageningen din Olanda. Concursul de robotică de câmp testează robotica de pionierat și tehnologiile agricole de precizie în condiții reale și oferă tinerilor oameni de știință posibilitatea de a-și schimba și dezvolta ideile alături de colegii lor.

Precedentul eveniment FRE a avut loc la expoziția DLG-Feldtage din 2014. DLG reprezintă Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft - German Agricultural Society. Concursul din acest an a avut loc în direct, pe platforma digitală a DLG, din cauza pandemiei Covid-19 și promite să ofere teste virtuale exigente pentru roboți și inventatorii lor.

Românii, printre participanți

Automatizarea și digitalizarea, producția optimizată a culturilor, precum și agricultura durabilă sunt printre provocările agricole care au fost selectate pentru concursul virtual de robotică de câmp. Evenimentul a atras 14 echipe internaționale de studenți din Danemarca, Germania, Olanda, România și Slovenia, care și-au prezentat roboții virtuali în acțiune, efectuând manevre complexe pe teren, ca parte a sarcinilor de simulare.

Oferind condiții corespunzătoare celor care ar putea fi găsite în situații agricole din viața reală, cum ar fi prezența obstacolelor și buruienilor, mediul de simulare produce iluminare, umbre și texturi de înaltă calitate, l-au făcut nu numai realist, ci și distractiv. Simulatorul robotizat 3D „ROS / Gazebo” oferă mediul simulat în care pot concura roboții de câmp și algoritmii lor.

Câmpuri de porumb simulate

În mod similar cu evenimentul real din teren, echipele și roboții lor au fost nevoiți să rezolve mai multe sarcini obligatorii. Concurenții au primit mediul de testare, care constă din câmpuri de porumb simulate, cu puțin timp înainte de începerea evenimentului, necesitând ca robotul să posede deja o serie de abilități care au fost programate în prealabil ca algoritmi de control.

În aceste condiții, recunoașterea și îndepărtarea buruienilor sunt abilități absolut obligatorii. Navigarea robotului printr-un rând de cultură curbat, recunoașterea obiectelor care sunt buruieni sau pur și simplu gunoi, și cartografierea obiectelor folosind georeferențierea fac parte din provocările care sunt rezolvate folosind algoritmii.

Interpretarea informațiilor, cum ar fi determinarea a ceea ce este buruienile, folosind o cameră, este complexă și necesită multe luni de muncă de dezvoltare anterioară.

O altă sarcină implică îndepărtarea buruienii, acolo unde este nevoie de un control software precis al dispozitivelor de acționare, care acționează instrumentul. Provocarea a constat în a înțelege inteligent datele din ziua respectivă, ceea ce presupune ca robotul să interpreteze informațiile date și să ia decizii optime.

Software de simulare folosit și de NASA

Mediul de simulare ROS/Gazebo este unul de tip open-source, suportând codul software dezvoltat pentru simularea senzorului și a actuatorului. ROS/Gazebo este un mediu de simulare utilizat pentru o serie de competiții tehnologice, cum ar fi DARPA Robotics Challenge, Virtual RobotX Competition și NASA Space Robotics Challenge.

Elevii și studenții au putut folosi modele de senzori în Gazebo pentru a vizualiza mediul simulat. Un scaner laser măsoară de obicei distanța, pentru a localiza diferitele obiecte, în timp ce o cameră a interpretat scena, de exemplu, urmărind ceva care ar putea fi buruieni.

Provocări și distracție

”Când este proiectat un robot, se dezvoltă un model de simulare cu algoritmi cu mult înainte ca robotul de câmp să fie transformat în hardware”, spune prof. Hans W. Griepentrog, director, Departamentul de tehnologie pentru producția de culturi, Universitatea din Hohenheim, Germania, care a adăugat: ”Simularea software este, prin urmare, parte integrantă a dezvoltării robotului de câmp, ceea ce înseamnă că echipele de studenți care au participat la evenimentul de robotică de câmp s-au simțit ca acasă, în acest mediu de simulare.

Provocarea pentru ei, aici, a fost să aducă toți algoritmii necesari într-un întreg sistem”, a adăuga prof. Griepentrog. ”Sarcinile agricole sunt întotdeauna o provocare pentru echipe și roboții lor, deoarece cunoștințele tehnice și agricole sunt esențiale. Totuși, distracția competiției nu trebuie neglijată”, comentează prof. Griepentrog.

Fiind un eveniment virtual, concursul a necesitat roboți de teren pentru a efectua sarcinile obligatorii într-un mediu de teren simulat. În sarcina opțională de tip freestyle, echipele și-au putut transmite în direct roboții fizici, realizând o sarcină agricolă, la alegerea lor.