Prírodou inšpirované algoritmy

Kolektívne hry robotov

FUTBAL

Roku 1995 vzniká v Kórei myšlienka zostavenia miniatúrnych robotov, od roku 1996 sa poriadajú svetové a európske šampionáty vo futbale. Najzaujímavejšia je kategória MiroSot, kde hrajú proti sebe trojčlenné družstvá robotov, ktorých rozmery sa obmedzujú na 7 cm3.

Z technického hľadiska má systém robotického futbalu tri časti:

     
1. roboty - hráči,
     
2. identifikácia,
     
3. polohy lopty a hráčov oboch mužstiev,

Robot - hráč je mobilná jednotka poháňaná dvoma nezávisle riadenými elektromotorčekmi spojené dvoma hnacími kolesami. Každý robot je vybavený riadiacim mikroprocesorom a komunikačnými modulmi pre bezdrôtovú komunikáciu s nadradeným počítačom. Úlohou mikroprocesora je dekódovať signály z nadradeného počítača a pomocou regulačných obvodov s polohovou spätnou väzbou riadiť motorčeky tak, aby bolo čo v najkratšej dobe dosiahnuté jeho žiadanej polohy na hracej ploche. K riadeniu sa používa pulzovej modulácie signálu a regulátory typu PID. V prípade, že je požadovaná i určitá rýchlosť pohybu hráča, je použitá i slučka rýchlosti spätnej väzby. Zdrojom energie je deväť NiMH akumulátorov.
Modul počítačového videnia tvorí farebná CCD kamera, špeciálna karta pre primárne rozlíšenie farieb, obvody spojené s nadradeným počítačom a programom pre identifikáciu objektu. Hraje sa s golfovými loptičkami oranžovej farby. K identifikácií hráčov slúžia štyri farebné štvorce umiestnené na hornej ploche kocky každého hráča. Identifikujú sa vlastný i protivníkovi hráči. Každý tím má jedného brankára a dvoch hráčov, ktorí podľa hernej situácie plnia rolu obrancu alebo útočníka. Pravidlá definujú nedovolené zákroky, ktoré píska ľudský rozhodca. Len v prípade patovej situácie (napr. dvaja hráči sa pretláčajú čelom k sebe) alebo nariadenie penalty, sa do hry zapája ľudská obsluha. Inak všetko prebieha podľa programu uloženého v module stratégie v nadradenom počítači (typ PC). Nad ihriskom 150*130(cm) má každý hráč umiestnenú kameru. Podstatnú rolu hrane rýchlosť snímkovania scény. VUT dosiahol rýchlosť 50 snímkov za sekundu.

Stratégia riadenia má štyri úrovne

Na najvyššej úrovni s použitím metód umelej inteligencie a počtu pravdepodobnosti, program vyberá najvhodnejšie akcie. Výsledkom tejto operácie sú rozhodnutia typu: dotyk s loptou, kopnutie, obrana stoj za loptou…Vo väčšine prípadov je k správnemu rozhodnutiu nutná i znalosť polohy a predikcie možných pohybov hráčov protivníka.
K vybranej akcii sa v druhej najvyššej úrovni naplánuje odpovedajúca dráha robotov (prípadne spolupráca i niekoľkých robotov).
Úlohou tretej úrovne riadenia je nájsť pre zadanú dráhu (prípadne rýchlosť )odpovedajúce pohyby kolies motorčekov jednotlivých hráčov.
Štvrtá úroveň realizuje potom potrebné impulzy pre napájanie motorčekov.

V štádiu skúšok je modul adaptácie, ktorý podľa zaznamenaných pohybov protivníka ešte v priebehu hry prispôsobuje vlastnú hernú stratégiu.

ORCHESTER ROBOTOV – KOOPERÁCIA

Orchester robotov - roboty zosynchronizovane hrajú na hudobných inštrumentoch jedného typu ako napr. husle, čelo alebo flauta.