Kevadel korraldati Riia Kipsala rahvusvahelises näitustekeskuses teaduse ja tehnoloogiate päev "Robotika 2008", mida külastas ligi 2500 huvilist. Teaduse ja tehnoloogiate näitusest võtsid osa kõrgkoolid, ettevõtted ja organisatsioonid ühtekokku 25 stendiga. Ürituse ajal toimus ka Baltikumi robotiehitajate vaheline jõukatsumine. Oma väljapanekuga näitusel ja võistlusrobotitega oli kohal Tallinna Tehnikaülikooli Robotiklubi. Osaleti kahe sumorobotiga kolmekilogrammises raskuskategoorias, kus saavutati teine koht ning jagati kolmandat-neljandat kohta ja võisteldi Roomba sumokategoorias, kus võideti esikoht.
Võisteldi neljal alal. Need olid sumorobotite võistlus kolmekilogrammises raskuskategoorias, sumovõistlus iRoboti Roomba koristusrobotite vahel, liinijärgijate robotite võistlus ja liinijärgijate võistlus koos rajatakistustega.
Sumorobotite eesmärk oli teine robot võistlusringist välja lükata ning liinijärgijate robotite ülesandeks oli läbida ettemääratud rada mööda musta joont. Võistlustele oli registreerinud 170 osavõtjat 85 robotiga. Osalejaid oli nii Eestist, Lätist kui Leedust. Lisaks TTÜ Robotiklubile osales kaks meeskonda ka Tartu Ülikoolist, kes olid ehitanud kaks robotit Lego Mindstorms NXT komplektidest. Neist üks osales takistustega liinijärgijate robotite võistlusel, kus oldi edukaimad. Tulemused on avaldatud veebiaadressil www.robotika.lv.
Üritusel tutvustas selleaastase üle-euroopalise robotivõistluse Eurobot ülesannet veel Euroopa robotivõistluse esindaja, Euroboti Assotsiatsiooni peasekretär David Obdrzalek, kes näitas suurt huvi üles ka Eesti robotivõistluse Robotex vastu. Kuna Euroboti ja Robotexi reeglite vahel esines sarnasusi, oleks meie võistlus heaks stardiplatvormiks sealsetele osalejatele. Samuti planeeriti üheskoos lätlaste ja leedukatega suve lõpus maha pidada esimene omavaheline sumorobotite karikavõistlus Baltic robot SUMO.
Pärast turniire korraldas TTÜ Robotiklubi veel eraldi demonstratsioonvõistluse, kus robotid pandi vastakuti kaugjuhtimise teel. Esitlus osutus suureks publikumagnetiks ning võib julgelt öelda, et meie robotid olid kiiruse ja äkilisuse poolest kõige atraktiivsemad. Samuti esitlesime klubi lendavat esindusrobotit Hõljuk.
Tallinna Tehnikaülikooli Robotiklubi debüüt rahvusvahelisel võistlusel
Eestis on robotite võistlusi korraldatud juba aastast 2001, mil toimus esimene Tallinna Tehnikaülikooli ja Tartu Ülikooli koostöös korraldatud robotivõistlus Robotex. Järgnevatel aastatel kaasati ürituse korraldamisse ka Eesti Infotehnoloogia Kolledž. Robotex 2008 toimub 5. detsembril Tallinna Tehnikaülikoolis. Tänavuse võistlusülesande leiab ametlikult kodulehelt www.robotex.ee.
Pärast võitu viimasel Robotexil oli Tallinna Tehnikaülikooli Robotiklubil plaanis minna rahvusvahelistele võistlustele. Nii võetigi vastu lätlaste kutse osaleda nende robotivõistlusel "Robotika 2008".
Sumorobotite võistlusel osaleti kolmekilogrammises raskuskategoorias kahe robotiga, millest üks, nimega Slayer, jõudis poolfinaali ning teine, nimega Killer, finaali. Arvestades asjaolu, et enamus programmist kirjutati valmis viimasel kahel päeval, jäädi tulemustega igati rahule. Tegu on ikkagi teise kohaga Baltimaade robotivõistlusel. Samas tuleb öelda, et kasvuruumi on veel ohtralt. Ilmekaks näiteks võib lugeda sedagi, et peale võistlust kinnitati roboti põhjale 9 neodüümmagnetit, millega õnnestus robot vertikaalselt metalltahvlil sõitma panna. Teades, et sumoväljak on tehtud terasest, siis annab tõmme selle külge juurde mitu head kilogrammi, takistades ka libisemist. Veojõud on samas juba praegu enam kui piisav, et tekkivat lisakoormust kanda. Seda iseloomustab sumoroboti Slayer esimene võistlusvoor, kus vastane sõna otseses mõttes puruks sõideti ning võit vaid ühe vooruga saavutati.
Kolmekilogrammiste sumorobotite võistluse tõstab esile kindlasti see, et on vaja oli ehitada korralik põrutuskindel kere, kasutada rohkem sensoreid ning lahendada erinevaid probleeme, alates väljakul püsimisest kuni vastase leidmiseni. Lisaks kaalupiirangule pidid robotite maksimaalsed mõõdud jääma alla 200x200 millimeetri. Samuti ei tohtinud mingil muul viisil segada ega kahjustada vastast (ega väljakut) kui ainult lükates. Lubatud oli siiski kasutada vaakumpumpi ja magneteid. Loomulikult pidid sumorobotid olema täiesti iseseisvad.
Peale kolmekilogrammise raskuskategooria osales TTÜ Robotiklubi ka iRoboti Roomba koristusrobotite vahelisel sumovõistlusel, kus osututi edukaimateks. Võistluse otsustav nipp seisnes selles, et robotite taha asetati lisaraskused, mis hoidsid neid paremini tasakaalus. Teised robotid, millel rasked akud asetsesid eesosas, kippusid esirattaga üle piiri sõites üle väljaku ääre kukkuma. Võistlusel oleks saavutatud ka kaksikvõit, kuid kahjuks sattusid Robotiklubi endi robotid juba poolfinaalis kokku.
Robotiklubi 3-kilogrammiste sumorobotite ehitusest
Ehituse ajal käidi läbi kõik etapid, mis on ühe korraliku roboti ehitusel olulised. Kõigepealt koguti taustinformatsiooni olemasolevatest sumorobotitest, mille põhjal loodi oma robotite 3D-mudel. Tehtud jooniste põhjal valmistati keredetailid ning paigutati sensorid ja mootorid. Paralleelselt kere ehitamisega toimus elektroonika kokkujootmine ja "kuivalt", ilma katsetamiseta programmeerimine. Lõpuks ühendati kõik kokku ja alustati algoritmi loomist ning testimist.
Robotiklubi robotite Slayer ja Killer kerepaneelid lõigati CNC pingiga 3 mm duralumiiniumiplaatidest ja ühendati kokku 10x10 mm täisprofiillattide ning kruvidega. Kummagi meeskonna robot kasutas nelja 12 V DC mootorit, millest kaht vasakpoolset ja kaht parempoolset juhiti eraldi. Mootorite jõumoment koos reduktoriga oli ligi 0,5 njuutonmeetrit (Nm). Mõlema poole mootorite kuni 20 amprini ulatuvat voolu tüürisid mudelspordist pärit MOSFET transistoridega kiirusregulaatorid. Ka rattad ja akud võeti automudelismist. Rattakummid olid maksimaalse haarde saavutamiseks pehmest segust. Akudena kasutati kergeid ja suure vooluga liitiumpolümeerakusid. Akude 950 milliamper-tunni (mAh) mahutavus oli küll väike, kuid alla minuti kestvaid võistlusi võis maha pidada mitu.
Robotite "mõistusena" kasutati 16-megahertsisel (MHz) taktsagedusel töötavat ATmega168 mikrokontrollerit. Selle plaadile oli lisatud ka ZigBee standardil töötav XBee raadioside moodul, mis võimaldas tarkvara juhtmevabalt robotisse laadida ja kanalit tagasiside või kaugjuhtimise jaoks kasutada. Kogu elektroonika oli ruumi kokkuhoiu nimel joodetud pindliides komponentidest tööstuslikult valmistatud trükkplaatidele. "Silmadeks" olid robotitel analoogväljundiga infrapuna- ja pulsilaiusmodulatsiooniga ultraheli kaugusmõõdikud, mille abil toimus vastase otsimine. Põhja all, neljas nurgas, olid infrapuna peegelandurid, registreerimaks võistlusväljakut ümbritsevat valget joont.
Tarkvara oli loodud C++ keeles Robotiklubi enda poolt välja arendatud AVR C++ Lib teegiga. Kõiki elektroonilisi osi käsitleti programmis objektidena, nii et osade füüsiline väljavahetamine ei tinginud mitte programmi ümberkirjutamise, vaid objektide vahetamise. Kuna aega jäi enne võistlust väheks, sai algoritm mõlemal robotil üsna lihtne ja sarnane - kogu tegevus käis etappidena. Esimeses etapis keerutas robot ringi ja otsis vastast, keda leides ka ründas. Kui mõne sensori eest vastane ära kadus, keerati robot suunda, kus vastast viimati nähti. Ründamine toimus seni, kuni vastu tuli valge joon. Peale joont tagurdati ja tsükkel algas otsast peale.
Valminud robotite kõik mõõdud jäid napilt piiridesse - pikkusest ja laiusest jäi varu alla millimeetri, kaalult alla 100 grammi. Isegi Killeri esisahk meenutas oma teravusega rohkem nuga kui keredetaili. Olgugi, et tanki välimuse ja jäikusega, suutsid Killer ja Slayer omavahel võisteldes duralumiiniumist sahad ära mõlkida ja keresse suuri täkkeid lüüa. Samas pole midagi imestada, sest robotite maksimaalne kiirus ulatub kuni nelja meetrini sekundis ja neodüümmagnetite abil jätkub Slayeril jõudu ka metallseinast üles sõita.
Kõnealuste robotite ehitusprojekti vedas klubi üks koordinaatoritest Martin Kontus. Suure panuse sumorobotite ehituseks andsid grupijuhid Mikk Leini ja Siim Viilup koos Tiit Rätsepaga. Esimese meeskonna Slayer koosseisu eesotsas Mikk Leiniga kuulusid Dmitri Krasnov, Jaanus Karjane, Raul Piiber, Roland Uuesoo ja Siim Sülla. Teise meeskonna Killer koosseisus eesotsas Siim Viilupiga lõid kaasa Erki Aasamets, Indrek Keskküla ja Tarmo Unt. Võistlusele eelneval nädalal kaasati projekti veel Andres Vahter, kes programmeeris ümber kaks iRoboti Roomba koristusrobotit, võistlemaks Roomba sumo kategoorias.
Hõljuk
Viimase kahe kuu jooksul enne Robotikat valmis ka klubi esindusroboti esimene versioon. Tegu on innovatiivse arendusprojektiga, mille raames loodi mehitamata lennumasin Hõljuk. Tegemist on robotiga, mis on esmajoones ette nähtud siseruumides liikumiseks ja mis on võimeline end ohutult ning stabiilselt õhus paigal hoidma. Robotile on paigutatud juhtmeta värvikaamera ja on täielikult kaugjuhitav. Selle tõttu on Hõljuk tulevikus kasutatav näiteks kodu-, vaatlus- ja luurerobotina.
Roboti tõstejõud põhineb Coanda efektil, mis kujutab endast järgmist - pinna peal pannakse liikuma kiire õhuvoolus, mis tekitab sellel alarõhu. Suurem normaalrõhk Hõljuki pinna all põhjustab hõljumist. Vältimaks Hõljuki vastupöörlemist propelleri pöörlemisele, on pinnaga risti pandud labad, mis koostöös güroskoobiga automaatselt roboti asendit reguleerivad. Hõljuki juhtimist ette-taha ja külgedele on võimalik teostada labade abil, mis asuvad Hõljuki pinnaga paralleelselt. Ka neid reguleerivad automaatselt kaks güroskoopi. Kõik labad on juhitavad servomootorite abil, olles ka manuaalselt kontrollitavad juhtpuldiga. Propelleri mootor ise tarbib maksimaalse 15 V pinge juures kuni 16 A voolu ning pöördeid on tal maksimaaltoite juures 12 000 pööret minutis. Hõljuki kaal on ligikaudu 1,4 kilogrammi ning selle valmistamisel on kasutatud depronit, balsapuud ja süsinikvardaid.
Projekt on kestnud küll alles lühikest aega, kuid selle jooksul on tehtud juba edukaid katsetusi lendamisel umbes meetri kõrgusel. Hõljuki on valmistanud Lauri Kirikali eestvedamisel Martin Tigasson, Heiko Pikner, Tiit Rätsep ja Andres Ormisson.
Tallinna Tehnikaülikooli Robotiklubist
TTÜ Robotiklubi ise on TTÜ tudengite poolt loodud mittetulundusühing, mille eesmärk on arendada robootikaalaseid teadmisi ja oskusi tudengite seas. Lühikese eksisteerimisaja vältel on klubi korraldanud arvukaid koolitusi, võtnud käsile erinevaid projekte ning osalenud edukalt mitmel robotivõistlusel. Klubil on tihedad sidemed Riia Tehnikaülikooli robootikaorganisatsioonidega.
Plaanis on jätkata robootikaalaste koolituste korraldamist. Viimasel aastal on klubi läbi viinud mitmeid robootikakoolitusi üle Eesti, kus sihtgrupp on varieerunud põhikooliõpilastest juhendajateni. Kursustel on edasi antud esmased teadmised mehaanikast, sensoritest ja programmeerimisest.
Tuleval
aastal on plaanis koostöös ITK Robootikaklubiga alustada
robotite jalgpallimeeskonna loomist, et tulevikus osa võtta
RoboCup'ist. Klubi projektidest leiab lähemat infot
kodulehel www.robotiklubi.ee ning kontakti saab e-postil
robotiklubi@gmail.com.
Asume Tallinna Tehnikaülikoolis, Ehitajate tee 5, ruum V-407A.
LOE VEEL
- Robotexi ametlik veebileht
- Robotika ametlik veebileht
- Baltic robot SUMO ametlik veebileht
- TTÜ Robotiklubi:
MARTIN KONTUS (1986) on lõpetanud Nõo Reaalgümnaasiumi (2005) ning sel kevadel lõpetas ka Tallinna Tehnikaülikoolis mehhatroonika eriala bakalaureusekraadiga. Ühtlasi on ta Robotex 2008 peakoordinaator ning liige TTÜ Robotiklubi juhatuses, Baltic robot SUMO korralduskomitees ja TTÜ Mehaanikateaduskonna Üliõpilasnõukogus. Tegeleb robotiehituse ning tehnoloogiaalase hariduse populariseerimisega läbi mitmete robootikaalaste koolituste ja projektide.
