سمینار هفته پژوهش

1. سمینار هفته پژوهش نرم افزارهای شبیه سازی رباتها سخنران : مهدی قنواتی Qrio

2. فهرست مطالب • 1-شبیه سازی نرم افزاری چیست و فواید آن • 2- مشخصات مشترک نرم افزارهای شبیه سازی رباتها • 3- معرفی نرم افزار Webots • 4-قابلیت های Webots و نمایش محیط آن با مثال • 5-معرفی Easy-Rob • 6- شبیه سازی و روبوکاپ Robocup

3. شبیه سازی چیست؟Simulation • 1- شبیه سازی ربات: • به معنی ساخت مدلی نزدیک به ربات واقعی • با همه سنسورهای لازم • با همه موتورها و محرک های لازم • 2- شبیه سازی محیط: • ایجاد محیطی شبیه به محیط واقعی با خصوصیات فیزیکی مشابه • مانند زمین صاف ، سنگلاخ، با گرانش کم، باد، آب ، موانع و ...

4. شبیه سازی چیست؟ • 3- حرکت دادن ربات شبیه سازی شده در محیط شبیه سازی شده(Run) • 4- بررسی نتایج ، رفع خطاها و بهینه کردن ربات • مرحله ای دیگر: انتقال برنامه کنترلی به ربات

5. فواید شبیه سازی • استفاده از شبیه سازی سریع برای توسعه پروژه های رباتیک بسیار مفید است و عملا به طراحان اجازه می دهد تا سریعا ایده خود را ببینند و داده ها را به ربات واقعی انتقال دهند. • استفاده از چنین نرم افزارهایی وقت بسیاری را ذخیره می کند و به طراح این امکان را می دهد تا احتمالات بیشتری را بسنجد. • بنابراین کنترل زمان و کیفیت، نتیجه استفاده از این نرم افزار ها است.

6. مشخصات مشترک نرم افزارهای شبیه سازی رباتها 1- world : جهان مجازی ، شتاب گرانش ، زمان 2- space: فضای مجازی اطراف هر شی : کشف برخورد ها 3- Body: جسم یا شی مانند ربات یا موانع: جرم ،اندازه ، موقعیت، خصوصیات فیزیکی 4- Geom یا Boundary : هندسه و مرز شی : مرز بیرونی شی که جدا کننده آن از بقیه محیط است و برخورد دو مرز باعث تصادف و ایجاد نیرو می شود

7. مشخصات مشترک نرم افزارهای شبیه سازی رباتها جسممرزجسم

8. مشخصات مشترک نرم افزارهای شبیه سازی رباتها 5- Joint مفصل

9. نقش برنامه نویسی در شبیه سازی • 1-خواندن مقادیر اندازه گیری شده توسط سنسورها • 2-محاسبه آن چیزی که باید عمل بعدی ربات باشد • این مرحلهمشکل ترین قسمت است که هوش مصنوعی در این قسمت خود را نشان خواهد داد، شامل الگوریتم های گریز از موانع مانند میدان پتانسیل، کلونی مورچه ها و ... ناوبری • 3-فرستادن فرمان به محرکها و موتورها برای انجام این عمل

10. مدل سینماتیکی و فیزیکی • مدل سینماتیکی: در این روش برای ربات فیزیکی وجود ندارد و تنها سرعت و هندسه حرکت مهم است. جرم و اصطکاک تعریف نمی شود. • مدل فیزیکی: در این روش برای ربات فیزیک تعریف شده است .حرکت ربات می تواند توسط نیروی جلو برنده اصطکاک چرخ با زمین انجام شود. جرم و سایر خواص فیزیکی تعریف می شود . این روش به واقعیت نزدیکتر است .

11. گره چیست؟ node • به هر شی موجود در نرم افزارهای مدلسازی گره می گویند که می تواند خاصیتهایی برای آن تعریف کرد. • مثلا سنسورها، موتورهای محرک، اشیا مرزی، شکلها، چراغ، ربات، موانع، زمین و غیره... • بعضی گره ها زیرمجموعه بعضی دیگر قرار می گیرند و گره بالاتر از گره پایین ترش درست می شود و خواص آن را به ارث می برد.

12. نرم افزار شبیه ساز رباتها • 1- وبتز Webots • 2-میکروسافت رباتیک • 3-easy-rob • 4- robowork

13. نرم افزار Webots

14. مزایا و توانایی نرم افزارWebots • 1- دارا بودن اکثر سنسورهای مورد نیاز • 2-تعریف مرز ،جسم ،فضا و جهان و مفاصل • 3- شبیه سازی کامل محیط نیوتنی و شرایط برخورد • 4- قابیلت انتقال برنامه به ربات ساخته شده • 5- برنامه نویسی در محیط برنامه به چندین زبان • 6- مانور بالا برای کنترل • 7- دیدن تغییرات آنی متغیرها در پنجره گزارش

15. چهار پنجره Webots

16. گره ها در webots ساختار سلسه مراتبی یا ارثی

17. کتاب راهنمای جامع webots باز کردن نرم افزار وباتز و نمایش رباتها

18. نرم افزار شبیه ساز بازوهای رباتیک Easy-Rob باز کردن نرم افزار Easy-Rob

19. روبوکاپ چیست؟ RoboCup(Robot World Cup) • مجموعه‌ای از مسابقات و کنفرانس‌ها، محیطی پژوهشی و آموزشی • هدف اولیه: • ایجاد تیمی از روبات‌های فوتبالیستکهدرسال2050بتوانندتیمانسانهاراشکستبدهند • فعالیت‌های فعلی: • کنفرانس‌های تخصصی • کنفرانس و مسابقات جهانی روبوکاپ • برنامه‌های تحصیلی • توسعه زیرساخت‌ها • مجموعه مسابقات روبوکاپ

20. تاریخچه مسابقات روبوکاپ • 1992 • مطرح شدن ایدهء رباتهای فوتبالیست توسط پروفسور • Alan Mackworth استاد دانشگاه British Columbia • محققان ژاپنی به صورت مستقل توسعه فوتبال رباتها و سیستم شبیهسازی را بررسی کردند. • 1993 • برگزاری مسابقات Robot J-League در ژاپن توسط Minoru Asada، • Yasuo Kuniyoshi و Hiroaki Kitano • اولین فراخوان مسابقات جهانی اعلان و قوانین اولیه مسابقات مشخص شد . • توسعه نگارش صفر سرور فوتبال به زبان لیسپ و توسعه نگارش اول آن به زبان c++ توسطItuski Noda

21. تاریخچه مسابقات روبوکاپ • 1995 • اولین نمایش عمومی سرور فوتبال • تصمیم به برگزاری مسابقات پیش روبوکاپ 1996 در کنفرانس IJCAI • اعلان رسمی مسابقات 1997 در حاشیه کنفرانس IJCAI97

22. اهداف مسابقات روبوکاپ • سرعت بخشیدن تحقیقات: وسیله‌ای برای سرعت بخشیدن تحقیقات در زمینه هوش مصنوعی و رباتیک با ارئه مسائلی جذاب و مشکل • جنبه اقتصادی و یا نظامی مستقیم در کار نیست. • تعریف یک مسأله استاندارد:روبوکاپ مسأله ای استاندارد برای آزمایش تئوریها الگوریتم‌ها و معماریهاست. • هدف نمادین: شکست تیم فوتبال انسان ها تا سال 2050 • ربوکاپ وسیله ای است برای زسیدن به اهداف دیگر

23. سازمان روبوکاپ • فدراسیون روبوکاپ • مسئول برگزاری مسابقات رسمی و سالیانه روبوکاپ ،سازمانی بین المللی که در سوئیس ثبت شده است. • دارای ریئس، هیت رئیسه و هیئت اجرایی میباشد. • ریس فعلی : Minoru Asada از دانشگاه اساکا ژاپن • هیئت اجرایی شامل هیئت ریئسه و نمایندگان هر لیگ میباشد. • کمیتههای ملی • اسکاندیناوی • آمریکا • فرانسه • ایتالیا • آلمان • هلند • سنگاپور • ژاپن • ایران

24. کمیته ملی ربوکاپ ایران • ايران از سال 1998 يکی از فعال ترين کشورها در زمينه مسابقات ربوکاپ و تحقيقات مربوط به آن بوده است. تيم های ايرانی از سال 2003 به لحاظ کمی و کيفی رشد چشم گيری  داشته اند. در نتيجه تشکيل کميته ملی ربوکاپ ايران يک ضرورت بود. • سرپرست کميته: دکتر مرتضی موسی خانی ، دانشگاه آزاد اسلامی قزوين • مسوولين ليگ ربات های انسان نما :دکتر مازيار پالهنگ دانشگاه صنعتی اصفهان و دکتر امیر رجب زاده  دانشگاه رازی کرمانشاه • مسوولين ليگ ربات های فوتباليست سايز متوسط :دکتر منصور جمزاد  دانشگاه صنعتی شريف و دکتر بهرام کيمياقلم دانشگاه آزاد اسلامی قزوين

25. کمیته ملی ربوکاپ ایران • مسئول ليگ ربات های فوتباليست سايز کوچک: دکتر سعيد شيری قيداری : دانشگاه صنعتی اميرکبير • مسئول ليگ ربات های خانگی: دکتر فريبرز محمودی  ،دانشگاه آزاد اسلامی قزوين • مسئول ليگ شبيه ساز فوتبال: دکتر اسلام ناظمی ،دانشگاه شهيد بهشتی • مسئول ليگ شبيه ساز امداد: مهندس مازیار احمد شعربافی ،دانشگاه تهران • مسئول ليگ های دانش آموزی: مهندس احسان هاشمی ،دانشگاه صنعتی امير کبير

26. آشنایی با لیگ های مختلف روبوکاپ • لیگ های رباتهای واقعی • لیگ ربات های اندازه کوچک • لیگ ربات های اندازه متوسط • لیگ ربات های سونی • لیگ ربات های انسان نما • لیگ ربات های امداد • لیگ نوجوانان • جدیدا رباتهای زیرآبی و رباتهای پرنده • لیگ های شبیه سازی • شبیهسازیفوتبال • شبیهسازیامداد

27. لیگ ربات های سونی-نمای کلی بازی

28. لیگ ربات های اندازه کوچک نمایش فیلم رباتهای اندازه کوچک

29. موقعیت یابی بوسیله دو دوربین سقفی انجام می گیرد

30. لیگ ربات های اندازه متوسط - ربات • ویژگی هایربات • فضای اشغال شده توسط ربات • اندازه ربات • شکل ربات • وزن ربات • رباتهای سنگین تر • رنگ ربات • شماره ربات • Top marker • ارتباطات • مکانیزم کنترل توپ

31. لیگ ربات های انسان نما – پنالتی

32. لیگ ربات های امداد

33. لیگ نوجوانان مسابقات: • فوتبال • امداد • حرکات موزون

34. لیگ های شبیه سازی • لیگ شبیه سازی امداد • لیگ شبیه سازی فوتبال • لیگ دو بعدی • لیگ سه بعدی • لیگ مربی

35. پایان مهدی قنواتی www.royak.ir