Введение в ELSIROS
Игра в футбол человекоподобными роботами (гуманоидами) становится популярным в университетском и научном сообществе. Этот вид соревнований является источником для большого количества научно – прикладных исследований. Для учеников школ, колледжей и студентов в общем можно сформулировать 3 основных препятствия для создания и поддержания команды из роботов-гуманоидов-футболистов:
Слишком высокая цена роботов – гуманоидов,
Слишком сложные алгоритмические задачи, которые необходимо решить на начальном этапе включения робота в игру,
Маленькое число команд в одном населенном пункте – означает, что каждаигра возможна только в комбинации с поездкой на дальние расстояния с относительно большими расходами на командировку.
Все 3 препятствия можно избежать, если новая команда начинает приобретать опыт футбола гуманоидов с ELSIROS. Используя ELSIROS, можно воспользоваться следующими преимуществами:
ELSIROS полностью бесплатный и с открытым кодом.
Самые трудные части освоения гуманоидных роботов, которые выходят за рамки программы школы и колледжей, такие как обратная кинематика, генератор ходьбы, планирование траекторий, детекция мяча и препятствий и локализация обеспечены в готовом виде с предоставлением исходного кода. Пример стратегии игры, который был доказан как успешный на играх реальных роботов предоставляется для изучения и дальнейшего совершенствования.
Для участия в соревнованиях и товарищеских играх нет необходимости в командировках. Команды – участники могут скомпилировать свой исходный код в исполняемый бинарный код, который обеспечен защитой от копирования алгоритмов, и выгрузить его на сервер судьи.
Команды не испытывают проблем с люфтами сервомоторов, разрегулировкой, раскалибровкой, так как виртуальная модель предоставляется без люфтов, отрегулированной и откалиброванной.
Модули стратегии, которые будут создавать команды в дальнейшем готовы к использованию на физических роботах, которые команды могут захотеть построить сами или приобрести готовыми.
Для симуляции тренировочных игр не требуется мощных серверов, симуляцию игры можно запустить даже на портативном компьютере.
ELSIROS – бесплатная с открытым кодом платформа, претендующая с одной стороны помочь новым исследовательским кружкам войти в мир футбола гуманоидных роботов, с другой стороны стать основой для виртуальных соревнований
Симулятор Webots (скачивается с сайта разработчика);
Первоначальная модель робота, которая является виртуальной моделью физически существующего робота – победителя международных соревнований футбола гуманоидных роботов в 2019, 2020 и 2021 годах, использовавшийся командой «Robokit»;
Виртуальное окружение симулятора в виде футбольного поля;
Программа судьи, действующего Автономно или под управлением человека, а также программа управления игрой (game controller);
Пакет программ управления виртуальным роботом, обеспечивающий игру в футбол;
Вновь образованные команды могут использовать для участия в соревнованиях виртуальную модель робота «Robokit-1» а также использовать его для изучения основ программирования стратегии игры в футбол роботами-гуманоидами. Это удобный инструмент для изучения Искусственного Интеллекта в школах, колледжах и университетах
Структура пакета управляющей программы построена для 4 уровней программирования робота: Начальный, Средний, Продвинутый и Экспертный
https://youtu.be/AmfKpkL2MUc
Программисты среднего уровня могут пробовать изменять модуль launcher.py. Этот модуль отвечает за детекцию состояния игры, состояния игрока, управление ролями игроков и их начальных позиций.
Специалисты экспертного уровня могут собрать свою модель робота и использовать свои программы управления роботом, решая сами пользоваться или не пользоваться исходным кодом, который предоставлен разработчиками ELSIROS. Для допуска к соревнованиям команда, предоставляющая свою собственную виртуальную модель робота, должна пройти квалификацию модели робота. Основное требование к модели робота состоит в том, что модель должна иметь такие же технические характеристики, как и физический робот. Специальные требования к PROTO модели, которые следуют исходя из свойств виртуальной среды, могут быть высланы по запросу.
Если вы руководитель потенциальной команды, которая хочет играть в футбол гуманоидными роботами, то вы можете самостоятельно начинать без особых трудностей. Необходимо скачать и установить ELSIROS на ваш компьютер. На выбор есть версия в исполняемых файлах для Windows 10 или версия для самостоятельной сборки для Linux. Следуйте инструкциям по установке и программа, приведенная как пример, начнет играть в футбол сразу после установки. Используйте вашу предпочитаемую среду разработки программ Python 3 для улучшения исходного кода игры игрока и вы уже готовы к виртуальным соревнованиям в футбол гуманоидных роботов в симуляции. Вы можете проводить тренировочные игры на своем переносном компьютере.