Competição - BROPE

Brope

Este documento descreve as regras de uma 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 no segundo semestre de 2007. O objetivo da competição é proporcionar ao aluno a experiência de projetar, construir e integrar um sistema robótico complexo funcional, que deve interagir adequadamente com o mundo real (dinâmico e parcialmente estruturado).

Todo o material a ser 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:

1. Explorar diversas capacidades sensoriais
2. Controlar corretamente sua velocidade, posição e orientação
3. Navegar em ambientes estruturados
4. Coletar objetos de interesse
5. Executar eficientemente planos/estratégias

Ao final da competição os alunos terão aprimorado seus conhecimentos de robótica em geral, e em particular eletricidade, eletrônica, mecânica, controle e computação e ainda serão capazes de ter uma noção correta da distância entre “abstrações teóricas” e “idiossincrasias do mundo real”.

O BROPE, Batalhão Robótico de Operações Especiais, é uma divisão de combate ao crime que acaba de ser fundada. Para que ela comece a operar, foi dada a missão para 10 equipes de robótica de criar o melhor “aspira” robótico possível, e a equipe vencedora fechará um contrato milionário para fornecer os robôs.

Com os robôs construídos eles foram enviados para uma missão de teste onde deveriam capturar criminosos conhecidos. Cada robô possui um quartel general onde estão todos seus segredos industriais, e que deve ser muito bem protegido.

Os robôs serão divididos em 2 grupos de 5 robôs, nesses grupos todos robôs irão enfrentar todos os outros robôs, e ao final os dois melhores robô irão disputar qual o melhor “aspira” robótico.

O objetivo de cada robô é conseguir capturar o maior número possível de criminosos da região onde ele está. Caso o robô prenda um criminoso da área do outro robô ele será ainda mais recompensado, pois realizou a tarefa que o outro robô fanfarrão não conseguiu.

Entretanto, deve-se tomar muito cuidado com os seus segredos industriais que ficam em uma área de segurança máxima, e para não prender nenhum inocente erroneamente (o quê será penalizado!).

• Os robôs começarão em suas respectivas bases, que estão em lados opostos do campo. Ao lado de cada base existe uma prisão. Todos inimigos capturados devem ser levados para esses prisões. Cada lado possui um número pré-determinado de criminosos a serem presos.
• A posição das pessoas inocentes é escolhida de forma aleatória no início de cada partida.
• No fundo de cada campo, sobre a plataforma (ressalto da mesa) estão localizados os segredos industriais de cada robô, lá é a área de segurança máxima.
• O campo de competição é de formato retangular, com as principais marcações feitas com faixa preta de 5 cm de largura.

• Cada lado do campo possui uma base,que é a área quadrada delimitada pela fita preta.
• Cada base possui, em seu centro, um lâmpada de início, localizada no nível do piso do campo. O robô deverá ser capaz de detectar o início da partida quando essa lâmpada é acesa.
• Na parte de trás de cada base, localizada sobre o ressalto, há uma fonte de luz polarizada (descrita a seguir) que a identifica pela orientação do filtro.
• Em ambos os lados da base - direito e esquerdo -, estão as celas onde os presos podem ser colocados. O criminoso ser deixado na base também significa que está preso.

• Fontes de luz polarizada em uma dentre duas possíveis orientações (+45 e -45 graus em relação à vertical) são colocadas atrás de cada uma das bases.
• Quando o campo de jogo é sorteado, os competidores devem ser capazes de configurar seus robôs apenas por meio de comandos (botões, “jog-dial”, e, por exemplo, escolhidos de um menu exibido no LCD da Handy-Board). Não é permitido nenhuma alteração física dos robôs e nem mesmo o uso de um computador externo.

• O robô deverá trazer marcada claramente onde se localiza a sua parte frontal (frente do robô).
• Os robôs devem caber em um cubo de 30cm de lado no momento de início da partida. Entretanto, posteriormente, podem se expandir além dessas dimensões.
• A estrutura do robô deve ser exclusivamente construída com as peças LEGO fornecidas. Neste caso, borrachas e mangueiras existentes nos Kits LEGO são também válidas, entretanto estas não podem ser utilizadas para fornecer suporte estrutural aos robôs.
• Peças LEGO não podem ser coladas, amarradas, unidas com fita, umas às outras.
• As peças existentes nos Kits LEGO não podem ser alteradas de maneira nenhuma. 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.
• Fios e cabos podem ser utilizados apenas com fins elétricos e não estruturais.
• Nenhum tipo de lubrificante pode ser utilizado.

• Todos os robôs devem ser autônomos. Não é permitida nenhuma comunicação - com ou sem fio -, com qualquer dispositivo externo.
• Os robôs devem ser controlados exclusivamente pela Handy-Board.
• Nenhuma peça ou substância deve ser intencionalmente depositada no campo de jogo. O robô que apresentar este comportamento, conforme interpretado pela comissão, será desclassificado da competição.
• Não é permitido aos robôs tentar destruir seus adversários. O robô que apresentar este comportamento, conforme entendimento 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 apreensão e transporte, mas sem causar alteração da sua forma.

Ao final de todas as partidas, será declarado o “aspira” vencedor da competição de Introdução à Robótica 2007/2 aquela que obtiver a maior soma de pontos na etapa eliminatória e vencer a partida final. Em cada partida, os pontos obtidos por uma equipe são os seguintes:

• 2: Para a equipe vencedora por pontuação de jogo, mais um bônus de 2 pontos caso os segredos industriais do outro robô tenham sido pegos e levados para a base (prisão), ou um bônus de 4 pontos caso eles tenham sido capturados e colocados na área de segurança máxima (plataforma).
• 1: Se houver empate.
• 0: Para a equipe perdedora.
• -2: Para a equipe cujo robô não sair da base.
• Caso um robô consiga capturar e levar os segredos industriais do outro robô para sua área de segurança máxima, a partida é prontamente encerrada e os pontos são contabilizados.

• Os pontos em uma partida são contados ao final do jogo, conforme especificado a seguir.
• Um criminoso é dito estar dentro prisão se ele estiver completamente contido na região delimitada pelas faixas pretas.
• Um criminoso está sob custódia do policial se ao erguermos o robô, o mesmo continua fixo a ele.
• Os planos estão na área de segurança máxima, ao final da partida, ele estiver sobre a plataforma da base.
• A pontuação P de cada equipe é uma soma que depende da quantidade de criminosos capturados e segredos obtidos que estão no robô, na base e sobre a plataforma,o nde a pontuação por bloco é dado pela tabela abaixo:

• 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$5,00.
• As seguintes categorias de componentes são proibidas:Baterias,Circuitos para acionamento de motores ou para modificar os sistemas de acionamento existentes,Microprocessadores ou micro-controladores.
• Motores serão permitidos até o limite adicional de 2 por equipe.
• Resistores de menos de 1 watt e capacitores menores que 100F podem ser utilizados livremente e sem contabilizar no total dos R$50,00.
• Se a equipe desejar incluir algum tipo de componente diferente daqueles fornecidos, este 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 destes componentes deve ser estimado pela equipe e a sua utilização durante a competição deve ser previamente aprovada pela comissão.

A seguir temos um exemplo de uma partida:

1. As equipes são chamadas para competir.
2. O lado de cada equipe é sorteado.
3. 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.
4. É realizado o sorteio da orientação de cada robô.
5. 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.
6. É realizado o sorteio do nível
7. Os bloquinhos são posicionados na mesa de acordo com o mapa do nível
8. O cronômetro é acionado e a luz de partida é acesa.
9. Os robôs começam a executar suas tarefas.
10. Após um tempo arbitrário (dependendo do juiz) a luz de partida é desligada.
11. Após 60 segundos os robôs devem parar qualquer movimento.
12. É realizada a contagem dos pontos.
13. Os robôs são retirados de campo.