====== Competição ====== ==== Cartaz ==== {{:cursos:introrobotica:2015-1:cartaz.png?300}} ==== Apresentação ==== Este documento descreve as regras da competição entre robôs móveis autônomos construídos como parte do trabalho final da disciplina //Introdução à Robótica//, oferecida pelo Departamento de Ciência da Computação da UFMG em 2015/1. O objetivo da competição é proporcionar aos alunos a experiência de projetar, construir e integrar um sistema robótico completo e funcional, que deve interagir adequadamente com o mundo real (dinâmico e parcialmente estruturado). Todo o material utilizado na construção dos robôs é fornecido aos alunos, com exceção da “regra dos R$ 50,00”, descrita mais adiante. As funcionalidades básicas que cada robô deverá demonstrar incluem: - Utilizar diversas capacidades sensoriais; - Controlar corretamente velocidade, posição e orientação; - Navegar em um ambiente semi-estruturado; - Coletar apenas os objetos de interesse; - Executar eficientemente a missão a partir de planos/estratégias. Ao final da competição os alunos terão aprimorado seus conhecimentos de robótica em geral, e em particular a integração entre diversos conceitos das áreas de computação, engenharias elétrica, eletrônica, mecânica e controle. Todo o processo, desde a concepção à implementação, tem como objetivo principal contribuir para reduzir a distância entre as “abstrações teóricas de modelos perfeitos”, com os quais o aluno lida normalmente, e “o mundo real”, caracterizado por incertezas, ruídos, não-linearidades e tantas outras “idiossincrasias”. ==== Competição ==== == Motivação == Para evitar acidentes, como o ocorrido no Chile em 2010, grandes empresas procuram alternativas para reduzir a intervenção humana na atividade de mineração, por exemplo através da utilização de robôs móveis. Cinco equipes altamente especializadas em robótica receberam a missão de criar o melhor robô autônomo para ajudar na mineração de metais valiosos. Os robôs terão a missão de localizar possíveis veios, extraindo e levando amostras de maneira segura até a base. Entretanto, será preciso tomar cuidado com materiais tóxicos que podem existir no ambiente. == Local da missão == A imagem a seguir representa o campo da competição (área de busca): {{:cursos:introrobotica:2015-1:campo.png?600}} * Dois robôs (A e B) começarão em suas respectivas bases, em lados opostos do campo. Ao lado de cada base existem áreas de análise onde será verificado o tipo de elemento coletado. * As posições dos artefatos são, em princípio, conhecidas. Entretanto, o tipo específico de cada artefato (platina, ouro, prata ou material tóxico) em cada uma dessas posições é aleatório. * No alto da plataforma, estarão dispostos os elementos mais preciosos, duas amostras de platina (bloco azul). Entretanto, na plataforma também estarão duas amostras de material tóxico. * O platô da plataforma tem aproximadamente 7 cm de altura. * Os blocos serão de isopor, pintados com tinta guache. * O campo de competição é de formato retangular, com as principais marcações feitas com fita adesiva de 5 cm de largura. == Pontuação == Os pontos //P// obtidos em uma partida são contados ao final do jogo, e os pontos referentes à classificação serão computados de acordo com a tabela apresentada abaixo. Algumas questões devem ser observadas: * Um artefato será considerada dentro da área de análise se ela estiver **completamente** contida na região delimitada pelas (e incluindo) as faixas pretas. * Um artefato estará sob controle do robô se ao ser erguido da mesa, o artefato não se desprender do mesmo. * A pontuação //P// de cada equipe será uma soma que depende da quantidade de amostras coletadas e da posição final delas no ambiente (no robô, na base ou no degrau). \\ ^ Artefato ^ Robô ^ Base ^ Degrau ^ | Prata (bloco vermelho) | 1 | 2 | 5 | | Ouro (bloco verde) | 2 | 4 | 10 | | Platina (bloco azul) | 4 | 8 | 15 | | Material tóxico (bloco preto) | -4 | -8 | -15 | \\ **ATENÇÃO: Caso o robô não saia da base, a equipe será penalizada com a perda de 4 pontos.** A competição será dividida em duas etapas. Na etapa classificatória (dois turnos), os robôs disputam entre si somando os pontos adquiridos durante as partidas, sendo que os dois melhores irão para a grande final. Na final, vence o robô que ganhar duas de três partidas, sendo declarado o grande vencedor da competição de Introdução à Robótica 2015/1. Na fase classificatória serão utilizados os seguintes critérios de desempate (necessariamente nessa ordem): - Maior número de pontos marcados no total das partidas; - Menor número de material tóxico coletado; - Maior número de vezes que a platina foi recuperada; - Torcida mais animada; - Par ou impar (melhor de 3). ---- Base * Cada lado do campo possui uma **base**, a área quadrada delimitada pela fita preta. * Cada base possui, no centro, uma lâmpada de início, localizada no nível do piso do campo. O robô deverá ser capaz de detectar o início da partida quando essa lâmpada for acesa (será apagada em seguida após um intervalo de tempo não específico). * Na parte de trás de cada base, localizada sobre o ressalto, há uma fonte de luz polarizada (descrita a seguir) identificada pela orientação do filtro. * Em ambos os lados de cada base estão as áreas de **análise** onde as amostras devem ser colocadas. * Em cada partida, o robô que não sair de sua base, será considerado perdedor (vale ser empurrado pelo outro robô). Luzes Polarizadas * Duas fontes de luz com polarizações ortogonais (+45 e -45 graus em relação à vertical) serão colocadas atrás de cada uma das bases. * Quando o lado do campo de jogo é sorteado, os competidores devem calibrar os sensores seus robôs apenas por meio de comandos (botões, "jog-dial", por exemplo, escolhidos de um menu exibido no LCD da Handy-Board). Não é permitida nenhuma alteração física dos robôs e nem o uso de um computador externo ou controle remoto. == Dinâmica de uma partida == A seguir, o exemplo de uma partida: - Duas equipes são chamadas para competir. - O lado de cada equipe é sorteado. - O cronômetro é acionado. As equipes têm 60 segundos para calibrar os robôs. A luz de partida permanece apagada durante todo esse período e a luz polarizada acesa. Os blocos estarão à disposição de cada equipe. - É realizado o sorteio da orientação de cada robô. - Um integrante do grupo posiciona o robô conforme a orientação sorteada, após o qual todos os integrantes devem se afastar da mesa. A partir deste momento nenhum contato físico com os robôs é permitido. - Os blocos são posicionados na mesa. - O cronômetro e a luz de partida são acionados concorrentemente. - Os robôs começam a executar suas tarefas. - Após um tempo arbitrário (dependendo do juiz) a luz de partida é desligada. - Exatamente 60 segundos após a luz de partida ter sido acesa, os robôs devem parar qualquer movimento. - A contagem dos pontos é realizada. - Os robôs são retirados de campo. ==== O Robô ==== == Estrutura == * O robô deverá trazer marcado claramente onde se localiza a sua parte frontal (frente do robô). * O robô deve caber em um cubo de 30cm de lado no momento de início da partida. Entretanto, posteriormente, pode se expandir além dessas dimensões. * A estrutura do robô deve ser exclusivamente construída com as peças LEGO fornecidas. Borrachas e mangueiras existentes nos Kits LEGO são consideradas peças válidas, mas não podem ser utilizadas para fornecer suporte estrutural aos robôs. * Peças LEGO não podem ser coladas, amarradas, unidas com fita, umas às outras, com exceção das bases dos motores. * As peças existentes nos Kits LEGO não podem ser alteradas em qualquer hipótese. * Peças extras em quantidade limitada estarão disponíveis com a finalidade de montar sensores e motores. * Peças não-LEGO não podem ser coladas a peças LEGO, e antes de serem utilizadas devem ser aprovadas pelos monitores. * Fios e cabos podem ser utilizados apenas com fins elétricos e não estruturais. * Nenhum tipo de lubrificante pode ser utilizado. == Controle == * O robô deve ser autônomo. Não é permitida nenhuma comunicação - com ou sem fio -, com qualquer dispositivo externo. * O robô deve ser controlado exclusivamente pela Handy-Board. * Nenhuma peça ou substância deve ser intencionalmente depositada no campo. O robô que apresentar este comportamento, a juízo da comissão, será desclassificado da competição. * Não é permitido que o robô tente destruir seu adversário. O robô que apresentar este comportamento, a juízo da comissão, será desclassificado da competição. * O processo de coleta dos blocos não poderá destruí-los nem perfurá-los. Entretanto os blocos podem ser deformados por um tempo suficientemente curto durante a coleta e o transporte, mas sem causar alteração da sua forma. ==== A regra dos R$ 50,00 ==== * Para encorajar a criatividade dos competidores será permitido que cada equipe invista R$50,00 de seus próprios recursos financeiros na compra de componentes eletrônicos adicionais. Nenhum item individualmente poderá custar mais do que R$10,00. * As seguintes categorias de componentes são proibidas: baterias, circuitos para acionamento de motores ou para modificar os sistemas de acionamento existente, microprocessadores ou micro-controladores. * Motores extras serão permitidos até o limite adicional de 2 por equipe. * Resistores de menos de 1 watt e capacitores menores que 100uF podem ser utilizados livremente e sem contabilizar no total dos R$50,00. * Se a equipe desejar incluir algum tipo de componente diferente daquele fornecidos, esse deve ser apresentado com antecedência à comissão, quando pelo menos dois membros da equipe explicarão a função de tal componente no sistema, bem como o circuito esquemático que mostra sua utilização e a nota de compra dos componentes. A comissão se reserva o direito de não aceitar a inclusão de tal componente ou mesmo as informações fornecidas caso as julgue inadequadas para o objetivo da competição. Portanto, antes de incorporar tais componentes, verifique antes com a comissão. * Se as equipes utilizarem componentes que não foram comprados, e por isso não possuem nota de compra, o preço desses componentes será estimado pela equipe e a sua utilização durante a competição deverá ser previamente aprovada pela comissão. ==== Apresentação da Equipe ==== Antes da competição cada equipe deverá apresentar seu time e robô para os convidados. A apresentação deve durar de 3 a 4 minutos e deve conter: * Nome da equipe e dos membros * Nome do robô * Detalhes construtivos do robô, sensores e atuadores utilizados, mecânica, etc. * Estratégia a ser empregada durante a competição. Não é necessário explicar todas as estratégias, algumas podem ser secretas. A apresentação deve entregue (pendrive) 10 minutos antes do início da competição e disponibilizada na página do grupo no dia seguinte.