Мобильный робот - собиратель
с возможностью обучения (на основе нейронных сетей)
с возможностью обучения (на основе нейронных сетей)
Наш проект посвящён созданию робота для уборки мусора среднего размера: бутылок, банок, фантиков.
В современном мире защите окружающей среды и заботе об экологии выделяется далеко не последнее место, и не напрасно: с каждым годом количество потребляемых человечеством ресурсов растёт, растёт и количество производимых отходов. Некоторые из них возможно переработать, но некоторые обречены на то, чтобы оказаться на свалке. Более того, часто можно увидеть такую картину: улицы, парки и скверы, покрытые упаковками, стаканчиками и бутылками. Таким образом, существует проблема засорения общественных мест.
Эту проблему можно решать многими способами, например, проведением мероприятий, в рамках которых добровольцы очищают общественные места. Убирать мусор могут не только сами люди, но и создаваемые ими помощники – роботы.
В современном мире защите окружающей среды и заботе об экологии выделяется далеко не последнее место, и не напрасно: с каждым годом количество потребляемых человечеством ресурсов растёт, растёт и количество производимых отходов. Некоторые из них возможно переработать, но некоторые обречены на то, чтобы оказаться на свалке. Более того, часто можно увидеть такую картину: улицы, парки и скверы, покрытые упаковками, стаканчиками и бутылками. Таким образом, существует проблема засорения общественных мест.
Эту проблему можно решать многими способами, например, проведением мероприятий, в рамках которых добровольцы очищают общественные места. Убирать мусор могут не только сами люди, но и создаваемые ими помощники – роботы.
Стоит отметить значительное развитие в области создания промышленных роботов, однако они работают в достаточно детерминированных условиях, в отличии от сервисных, к которым относится и наш. Последние должны взаимодействовать с людьми, перемещаться по неровной поверхности, что значительно осложняет их создание как в части программирования, так и конструирования.
Задачи
Наш проект мы разделили на два больших этапа:
У плана на 10 класс было несколько подзадач.
1. Конструирование робота
- 10 класс: разработка виртуальной модели робота, которая будет в состоянии собирать виртуальные модели мусора.
- 11 класс: изготовление прототипа с учетом выводов этапа 1.
У плана на 10 класс было несколько подзадач.
1. Конструирование робота
- Конструирование платформы робота
- Конструирование схвата робота
- Создание компьютерной модели робота
- Реализация навыков робота:
- Выбрать точку обзора и ехать к ней.
- Вращение робота для поиска мусора.
- Подъехать к мусору и остановиться перед ним.
- Захват мусора.
- Вернуться на базу.
- Реализация алгоритма сбора мусора на основе этих навыков
Наши результаты
План на 10 класс был выполнен
Исходный код
Приобретённые знания и навыки
· Виртуальные машины
· Установка и работа с операционной системой Linux
· Операционная система ROS и входящие в её состав средства разработки
· Физический симулятор Gazebo
· Работа с удалёнными репозиториями системы контроля версий GIT
· Языки программирования C/C++, Python
· Многопоточное программирование
· Конечные автоматы
· Алгоритмы на графах
· Работа в САПР КОМПАС-3D, Blender
· Установка и работа с операционной системой Linux
· Операционная система ROS и входящие в её состав средства разработки
· Физический симулятор Gazebo
· Работа с удалёнными репозиториями системы контроля версий GIT
· Языки программирования C/C++, Python
· Многопоточное программирование
· Конечные автоматы
· Алгоритмы на графах
· Работа в САПР КОМПАС-3D, Blender
Ссылки на отчеты участников
Выводы
- Проектирование собственной платформы слишком затратно по времени и ресурсам. Выгоднее закупить готовую универсальную платформу, которая работает из коробки.
- Необходимо совершенствование устройства для захвата мусора. Должны быть учтены доступные технологии изготовления, способ крепления к платформе, наличие приводов.
- Система управления дожна быть настроена согласно параметрам робота, требуется улучшение алгоритмов в плане быстродействия.
Участники проекта
- Гривин НикитаЗанимался разработкой программы поиска мусора на изображении с камеры
- Медведев СергейРазработал виртуальный полигон с мусором для проведения на нём испытаний робота, реализовал логику поведения робота
- Докудин НикитаСконструировал схват робота
- Серебряков СемёнРазработал плагин для физического симулятора, моделирующий приводы схвата робота, создал графический интерфейс для ручного управления роботом
- Иванов ВячеславСоздал алгоритм осмотра полигона на предмет мусора
- Верлевский МаксимРазработал алгоритм подъезда и захвата мусора
- Ямбаев ВадимСконструировал модель платформы робота
Руководители
Злобин Дмитрий Васильевич, аспирант
кафедра НДСиПУ ВМК МГУ им. М.В. Ломносова
Гончаров Олег Игоревич, к. ф.-м. н., доцент
кафедра НДСиПУ ВМК МГУ им. М.В. Ломоносова
© 2023 https://school.msu.ru/