روایت میدانی از مسابقات روباتیک روبوکاپ
قصه روباتهایی که مسأله حل میکنند
میترا جلیلی
دبیر گروه علم و فناوری
اینجا قلب تپنده روباتیک ایران است؛ بیستمین دوره مسابقات روبوکاپ آزاد ایران، جایی که کودکان، دانشآموزان، دانشجویان و پژوهشگران حوزه روباتیک گرد هم آمدهاند تا تواناییهای خود را به نمایش بگذارند. از روباتهای فوتبالیست و امدادگر گرفته تا شبیهسازها و روباتهای صنعتی، هر کدام گوشهای از تصویری را نشان میدهند که نسل جدید فناوران در ایران میتواند ترسیم کند.
امسال برای اولینبار بخش ویژه دانشآموزان مقطع ابتدایی نیز به مسابقات اضافه شده و حدود ۱۳۰ تیم در این بخش حضور دارند. دانشآموزانی که با هر گل روبات فوتبالیستشان، انگار دنیا را به چنگ آوردهاند و هیاهوی آنها در شبستان اصلی مصلای امام خمینی(ره)، فضای مسابقات را پر میکند.
جشن تولدی برای روباتها
اما در این رویداد، روباتها فقط برای رقابت وارد زمین نشدهاند؛ برخی از آنها درست در همین محل مسابقه، طراحی و ساخته میشوند و برخی دیگر تلاش میکنند راه خود را از زمین مسابقه به محیطهای واقعی باز کنند.
در لیگ «طراحی و ساخت»، روباتها در درون مسابقه متولد میشوند. ۵۴ تیم دانشآموزی تا پایه دوازدهم در دو بخش «مقدماتی» با ۱۷ تیم و «پیشرفته» با ۳۷ تیم با یکدیگر رقابت میکنند. پس از اعلام قوانین و نوع مأموریتها برای روباتها، تیمها باید روبات خود را در محل رقابت طراحی کنند و بسازند و در مدت زمانی محدود، راهحلی عملی برای مسألهای که پیش رویشان قرار گرفته پیدا کنند. به این ترتیب، توانایی حل مسأله، خلاقیت و مهارت فنی دانشآموزان نه در شرایط آزمایشگاهی، بلکه در یک موقعیت واقعی و تحت فشار زمانی محک زده میشود.
پارسا سمیعی، سرپرست لیگ طراحی و ساخت دانشآموزی، به «ایران» میگوید: «در لیگهای دیگر، تیمها میتوانند با کمک مربی یا سرپرست، روبات خود را بسازند و حتی در بخش برنامهنویسی از راهنمایی مربیان استفاده کنند؛ اما در لیگ طراحی و ساخت، بخش اصلی کار باید در همان محل مسابقه انجام شود و دانشآموز بتواند ایده و خلاقیت خود را در مدت زمانی محدود به یک راهحل عملی تبدیل کند.»
به گفته او، مأموریت روباتها در این لیگ ثابت نیست و با توجه به مرحله مسابقه و سناریوی اعلام شده تغییر میکند. در یک مرحله، تیمها ممکن است مأمور شوند روباتی بسازند که بتواند ۱۰ توپ بولینگ را به زمین بیندازد و در مرحله بعد، روبات باید از یک هزارتو عبور کند و خود را به خانه برساند.
از شبیهسازی بحران
تا امدادرسانی
در گوشهای دیگر، روباتهای امدادگر مشغول حرکت در مسیرهای پیچدرپیچاند و تلاش میکنند با کمترین توقف و خطا، مسیر را پشت سر بگذارند.
دانشآموزان در «لیگ شبیهساز امدادگر دانشآموزی» در دو سطح مقدماتی، برای زیر ۱۴سال و پیشرفته، برای گروه سنی ۱۴ تا ۱۸ سال، رقابت میکنند. در این لیگ، از هوش مصنوعی، پردازش تصویر و شبیهسازی محیطهای بحرانی برای طراحی روباتهای خودکار استفاده میشود؛ روباتهایی که در محیط شبیهسازیشده باید بتوانند از موانع عبور کنند، محیط را کاوش کرده و قربانیان را شناسایی کنند. این بخش، یکی از نمونههای تلاش برای نزدیک کردن مسابقات روباتیک به کاربردهای واقعی است؛ جایی که روبات به جای مسابقه فوتبال یا انجام یک مأموریت ساده، با مسألهای شبیه شرایط واقعی مواجه میشود.
روباتها از زمین مسابقه
بیرون میآیند
در این مسابقات، از روباتهای امدادگر ماز و فوتبال دوبعدی گرفته تا روباتهای پرنده و فوتبالیستهای دانشآموزی و دانشجویی حضور دارند. در کنار اینها، به دلیل هزینه بالای ساخت برخی روباتها، شبیهسازها نیز سهم قابل توجهی از مسابقات را به خود اختصاص دادهاند؛ از شبیهساز امداد گرفته تا شبیهساز فوتبال.
در بخش روباتهای خدماترسان نیز شرکتکنندگان با روباتهای دارای قابلیت بازوی متحرک حضور یافتهاند. این روباتها برای انجام برخی فعالیتهای صنعتی و انبارداری طراحی شدهاند و از جمله کاربردهای مطرحشده برای آنها، استفاده در محیطهای آلوده یا خطرناک و انجام فعالیتهایی مانند رنگپاشی است؛ فعالیتهایی که در صورت توسعه این فناوریها میتواند بخشی از حضور نیروی انسانی در محیطهای پرخطر را کاهش دهد.
تلاش برای عبور از مسابقه
به صنعت
اما شاید یکی از مهمترین پرسشهای مطرح در بیستمین دوره روبوکاپ آزاد ایران، این باشد که خروجی این مسابقات قرار است پس از پایان رقابتها چه سرنوشتی پیدا کند.
محمدجواد صدریمهر، معاون توسعه اقتصاد دانشبنیان معاونت علمی ریاستجمهوری، از اضافه شدن بیش از ۱۰ لیگ صنعتی به دوره بیستویکم این رویداد خبر میدهد؛ لیگهایی در حوزههایی همچون روباتهای امدادگر و آتشنشان، حملونقل هوشمند و خودران، خدمات گردشگری، روباتهای صنعتی فولاد و خدمات زیرسطحی.
صدریمهر با تأکید بر ضرورت ایجاد مسیر مشخص برای تبدیل دستاوردهای مسابقات به محصول، شرکتهای نوپا و راهکارهای مورد استفاده صنعت، میگوید: خروجی مسابقات نباید تنها به رقابت و کسب رتبه محدود شود و بخشی از تیمها و ایدههای شکلگرفته در این رویداد باید بتوانند مسیر خود را تا ایجاد استارتاپ و حضور در صنعت ادامه دهند. او همچنین از حمایت معاونت علمی ریاستجمهوری از برخی تیمهای منتخب، برای اعزام به مسابقات جهانی خبر میدهد.
به گفته صدریمهر، برنامه ملی توسعه روباتیک کشور نیز در دست تدوین است و قرار است در مهرماه ارائه شود؛ برنامهای که بر آموزش دانشآموزی، پیوند استعدادها با دانشگاه، ایجاد آزمایشگاههای تخصصی در قطبهای کشور و استفاده از ظرفیت شرکتهای بزرگ تمرکز دارد.
روبات چهارچرخ
در مسیر بیمارستان هوشمند
در بخشی از نمایشگاه، محمدجواد صادقی، دانشآموز ۱۷ ساله اهل سیرجان، با ایده «سامانه یکپارچه لجستیک هوشمند بیمارستان» حضور دارد؛ سامانهای متشکل از یک نرمافزار و یک روبات چهارچرخ که هدف آن هوشمندسازی فرآیند انتقال و تحویل دارو در بیمارستان است.
این روبات میتواند برای توزیع دارو در بخشهای بیمارستان، مسیریابی را به صورت هوشمند انجام دهد و وضعیت دارو را از زمان دریافت تا تحویل نهایی قابل رهگیری کند. به گفته صادقی، این سامانه در ادامه قرار است به فناوریهایی مانند هوش مصنوعی، لیدار و RFID مجهز شود تا روبات بتواند به صورت خودران در بیمارستان حرکت کرده و دارو را به پرستاران تحویل دهد.
ایده این دانشآموز، نمونه دیگری از تلاش برای تبدیل یک مسأله روزمره در محیطهای واقعی به یک پروژه فناورانه است؛ مسألهای که در اینجا نه در زمین مسابقه، بلکه در راهروهای بیمارستان تعریف شده است.
راهکار دانشآموزی
برای مدیریت مصرف برق
یک تیم چهارنفره از دانشآموزان البرز نیز با یک جعبه فیوز هوشمند به مسابقات آمدهاند؛ محصولی که به گفته اعضای تیم، با هدف مدیریت مصرف برق در زمان اوج مصرف طراحی شده است.
امیرعلی الیاسی، حسین عزیزمحمدی، محمدحسین فرزاد و کیان تقیپور، جعبه فیوزی طراحی کردهاند که میتواند میزان مصرف برق را در بخشهای مختلف خانه تفکیک کند. به گفته الیاسی، این سامانه در زمان اوج مصرف و براساس الگوریتمهای از پیش تعیینشده، میتواند برق برخی وسایل غیرضروری را موقتاً قطع کند تا به جای خاموش کردن برق کل خانه، تنها بخشهایی که در آن لحظه ضرورت کمتری دارند از مدار خارج شوند. او همچنین میگوید: این جعبه فیوز میتواند در صورت افزایش مصرف، هشدار دهد و به مدیریت مصرف برق خانهها کمک کند. به اعتقاد این دانشآموز، در صورت توسعه این طرح و همکاری با توانیر، میتوان از آن برای کاهش فشار مصرف در دورههای اوج استفاده کرد.
فاصله میان یک ایده دانشآموزی و محصولی که بتواند در دنیای واقعی به کار گرفته شود، البته همچنان جدی است؛ اما در شبستان مصلی امامخمینی(ره) میتوان نمونههایی از تلاش برای کوتاه کردن این فاصله را دید؛ از روباتهایی که در چند ساعت ساخته میشوند تا ایدههایی که قرار است روزی به بیمارستان، کارخانه، خلیجفارس یا خانههای مردم خدمات ارائه دهند.
بــــرش
«نفتروب»؛ روبات دانشجویی
برای جمعآوری لکههای نفتی
یکی از پروژههایی که در جریان بازدید از این رویداد توجهها را به خود جلب میکند، «روبات هوشمند نفتروب» است؛ روبات طراحیشده برای جمعآوری لکههای نفتی از سطح آب که به گفته اعضای تیم، توسط هفت دانشجوی بوشهری و کرمانشاهی ساخته شده است. مهدی شجریان و نیما محمدنیا از اعضای تیم سازنده، حفاظت از محیط زیست بهویژه خلیج فارس را یکی از انگیزههای اصلی طراحی این روبات عنوان میکنند.
روال کار این سامانه روباتی اینطور است که یک کوادکوپتر با تصویربرداری از سطح دریا، اطلاعات را برای اپراتور ارسال میکند و پس از شناسایی محل لکه نفتی، روبات راهی منطقه میشود و عملیات جداسازی نفت و آب آغاز میشود. این روبات با استفاده از سانتریفیوژهای خود، نفت را از آب جدا میکند و در نهایت، نفت ذخیره میشود تا بعداً در ساحل برداشت شود و آب نیز به دریا بازمی گردد. اعضای تیم میگویند این روبات سال گذشته هم مقام اول نوآوری و تجاریسازی مسابقات فیراکاپ کره جنوبی را به دست آورده است. در این رویداد، نمونه اولیه روبات به نمایش درآمده است؛ اما به گفته دانشجویان فعال در این پروژه، نمونه اصلی ابعاد بسیار بزرگتری دارد. آنها همچنین اعلام میکنند که این محصول به مرحله کار عملی رسیده و پتروشیمی نوری بوشهر ۱۰ نمونه از آن را پیشخرید کرده است.
