Wirtualne zawody DLG

Wykorzystując to samo środowisko symulacyjne co „NASA Space Robotics Challenge” do testowania oprogramowania robotów do eksploracji kosmosu, wirtualne zawody FRE oferują uczestnikom realistyczne konstrukcje z rzeczywistymi efektami, aby zrealizować szereg scenariuszy pól uprawnych, takich jak rozpoznawanie chwastów i wykrywanie przeszkód.

Symulowane zadania polowe

Automatyzacja i cyfryzacja, optymalizacja produkcji roślinnej oraz zrównoważone rolnictwo to jedne z wyzwań dla rolnictwa, które zostały wybrane do konkursu wirtualnych robotów polowych. W zawodach wzięło udział 14 międzynarodowych zespołów studentów z Danii, Niemiec, Holandii, Rumunii i Słowenii, którzy zaprezentowali swoje wirtualne roboty w akcji, wykonując skomplikowane manewry polowe w ramach zadań symulacyjnych.

Oferując warunki ściśle odpowiadające tym, które można znaleźć w rzeczywistych sytuacjach polowych, takich jak obecność przeszkód i chwastów, środowisko symulacyjne zapewnia wysokiej jakości oświetlenie, cienie i tekstury, dzięki czemu jest nie tylko realistyczne, ale również zabawne. Symulator robotyczny 3D „ROS / Gazebo” oferuje środowisko, w którym roboty polowe i ich algorytmy mogą konkurować.

Podobnie jak w przypadku prawdziwych zawodów terenowych, drużyny i ich roboty musiały rozwiązać kilka obowiązkowych zadań. Zawodnicy otrzymali środowisko testowe, składające się z symulowanych pól kukurydzy, na krótko przed rozpoczęciem zawodów, co wymaga, aby robot posiadał już szereg umiejętności, które zostały wcześniej zaprogramowane jako algorytmy sterowania.

Nawigacja robota przez zakrzywiony rząd upraw, rozpoznawanie obiektów, które są chwastami lub po prostu śmieciami i mapowanie obiektów za pomocą georeferencji to część wyzwań, które są rozwiązywane za pomocą algorytmów. Interpretacja informacji, jak np. określenie, co jest chwastem za pomocą kamery, jest skomplikowana i wymaga wielu miesięcy wcześniejszych prac rozwojowych.

Kolejne zadanie polega na usuwaniu chwastów, co wymaga precyzyjnego sterowania oprogramowaniem siłowników obsługujących narzędzie. Wyzwaniem jest inteligentne wykorzystanie danych w określonym dniu, co wymaga od robota zinterpretowania podanych informacji i podjęcia optymalnych decyzji.

Kosmiczne oprogramowanie

ROS / Gazebo jest środowiskiem symulacyjnym wykorzystywanym w wielu konkursach technologicznych, takich jak DARPA Robotics Challenge, Virtual RobotX Competition czy NASA Space Robotics Challenge. Studenci mogą używać modeli czujników w Gazebo, aby „widzieć” symulowane środowisko. Skaner laserowy zwykle mierzy odległość, aby zlokalizować różne obiekty, podczas gdy kamera będzie interpretować scenę, na przykład uważając na coś, co może być chwastem.

– Kiedy projektuje się robota, model symulacyjny z algorytmami opracowuje się na długo przed przekształceniem robota polowego w sprzęt – mówi prof. Hans W. Griepentrog, dyrektor wydziału technologii produkcji roślinnej Uniwersytetu Hohenheim w Niemczech. – Symulacja oprogramowania jest więc nieodłącznym elementem rozwoju robota polowego, co oznacza, że zespoły studenckie biorące udział w Field Robot Event doskonale odnajdują się w tym środowisku symulacyjnym. Wyzwaniem dla nich jest tutaj połączenie wszystkich wymaganych algorytmów w całość – dodaje.

Zawody mają charakter wirtualny i wymagają od robotów polowych wykonania obowiązkowych zadań w symulowanym środowisku polowym. W opcjonalnym zadaniu freestyle zespoły mogą transmitować na żywo swoje roboty fizyczne wykonujące wybrane przez siebie zadanie rolnicze.

Praktyczne badania nad robotami polowymi

Konkurs robotów polowych, który został zapoczątkowany w 2003 r. przez Uniwersytet Wageningen w Holandii, testuje pionierskie technologie robotyki i rolnictwa precyzyjnego w warunkach rzeczywistych oraz daje młodym naukowcom możliwość wymiany i rozwijania swoich pomysłów wraz z rówieśnikami. Podobnie jak w przypadku zawodów polowych, zawodnicy biorący udział w zawodach wirtualnych mają możliwość interakcji między sobą oraz z międzynarodowymi widzami. Ta interakcja jest ważną częścią wydarzenia i wspiera ich w rozwoju koncepcji.