آشنایی با ربات های مین یاب خودکار ...
به نام خدا
با سلام خدمت دوستان عزيزم. عرض پوزش دارم به خاطر تاخير در ارايه‌ي مطالب، ما ابتدا تصميم داشتيم به خاطر امتحانات دوستان، يك وقفه‌ي 2 هفته‌اي در ارايه‌ي مطالب ايجاد كنيم، اما بعد از آن نيز متاسفانه با اختلال در شبكه‌‌ي اينترنت مواجه شديم و عملاً نتوانستيم مطالب را به روز رساني كنيم.
اين جلسه تصميم داريم شما را با ليگ ربات‌هاي مين ياب يا "Deminer" آشنا كنيم. اما اهميت اين ربات‌ها چيست و اصولاً چرا چنين مسابقاتي برگزار مي‌شود؟
پاراگراف زير عيناً از دفترچه‌ي قوانين مسابقات كشوري ربات‌هاي مين ياب در تبيين اهداف ربات‌هاي مين‌ياب آورده شده است:
«بر اساس گزارشات موجود، ايران سومين كشور دنيا از لحاظ مين‌هاي دفن شده است. در طول 8 سال جنگ تحميلي عراق بر عليه ايران بالغ بر 16 ميليون مين در سرزمين‌هاي مرزي غرب و جنوب كشور كاشته شده است كه بعضاً به علت دورافتاده بودن و صعب‌العبور بودن مناطق خنثي نشده باقي مانده و همه ساله افراد زيادي از بين مردم عادي و نظاميان قرباني مي‌كنند. استانهاي آذربايجان غربي، كرمانشاه، كردستان، ايلام و خوزستان، هنوز در معرض خطر انفجار مين‌هاي باقي‌مانده از بيست سال پيش هستند. كشف و خنثي سازي مين‌ها كاري بسيار خطرناك و پرهزينه است. اين اميد وجود دارد كه ربات‌هاي مين‌ياب بتوانند اين خطر را رفع نموده و تلفات انساني و هزينه مين‌يابي را كاهش دهند.»
اين پاراگراف به خوبي هدف از ساخت چنين ربات‌هايي را تبيين مي‌كند. اولين دوره‌ي مسابقات ربات‌هاي مين‌ياب در ايران، 6 سال پيش و توسط دانشگاه اميركبير برگزار شد، اما آن مسابقات در سال‌هاي بعد تداوم نيافت. اما مجدداً بعد از چند سال ليگ ربات‌هاي مين‌ياب جايگاه خود را در بين ليگ‌هاي مسابقاتي رباتيك ايران باز كرد و توانست به يكي از پر طرفدارترين ليگ‌هاي رباتيك در ايران تبديل شود. در حال حاضر مسابقات متعددي ساليانه در اين ليگ برگزار مي‌شود كه معتبرترين آن هم مسابقات ملي رباتيك خوارزمي است كه آبان ما سال گذشته دوره‌ي نخست آن برگزار شد.
هر چند كه اين ليگ توسط فداراسيون جهاني روبوكاپ به عنوان ليگ مسابقات جهاني شناخته نشده است، اما در تمامي مسابقات معتبري كه هر سال در كشور ما برگزار مي‌شود، نظير خوارزمي، IranOpen، موش‌هاي هوشمند، دانشگاه نوشيرواني بابل و... مسابقات در اين ليگ برگزار مي‌شود و طرفداران زيادي هم دارد.اين ليگ در 3 زير شاخه‌ي زير برگزار مي‌شود:
1- ربات‌هاي مين‌ياب خودكار
2- ربات‌هاي مين‌ياب غيرخودكار(دستي)
3- رقابت فني
در اين جلسه بحث ما فقط در مورد ربات‌هاي مين ياب خودكار خواهد بود، در جلسات آينده، در مورد ربات‌هاي مين ياب غير خودكار و رقابت فني ليگ هم توضيح خواهيم داد.
اين ليگ جزو ليگ‌هاي دانشجويي دسته بندي مي‌شود، اما به دليل عدم پيچيدگي‌هاي فني‌اي كه نسبت به ساير ليگ‌هاي دانشجويي(مثل ربات‌هاي فوتباليست‌و ...) دارد، باعث شده تا اين ليگ در اكثر مسابقات داخلي پرشركت كننده‌ترين ليگ‌هاي دانشجويي باشد. حتي در مسابقات امسال تيم‌هاي دانش‌آموزي حرفه‌اي هم در اين مسابقات شركت داشتند كه اتفاقاً موفق به كسب جايگاه‌هاي مناسبي هم شدند.
در ادامه تشريح مي‌كنيم كه اين ربات چه وظايفي بر عهده دارد و در پيست مسابقه بايد چه عملي را انجام دهد.
يك ربات مين ياب، بايد قادر باشد تمامي مين‌هاي كارگذاري شده در يك ناحيه‌ي مشخص را كشف و خنثي يا نابود سازد. اما شايد ساخت رباتي كه بتواند مين‌ها را خنثي يا نابود سازد كار بسيار پيچيده‌اي باشد، زيرا اين كار براي انسانها هم كار ساده‌اي نيست و نياز به قابليت‌هاي فيزيكي و هوشي بسيار بالايي دارد، و تا به حال رباتي با چنين قابليت‌هايي ساخته نشده است. پس اين بخش (يعني خنثي سازي مين‌ها) از مسابقات حذف شده است و كار ربات مين ياب در زمين مسابقه به كشف مين‌ها و تهيه‌ي نقشه‌ي ميدان مين بسنده شده است. ابتدا در مورد مشخصات زمين مسابقه و نحوه‌ي كارگذاري مين‌ها در اين زمين و سپس در مورد نحوه‌ي كشف مين‌ها توضيح مي‌دهيم و در نهايت هم به نقشهاي كه بايد از ميدان مين تهيه مي‌شود مي‌پردازيم.
زمين مسابقه را هيئت داوري و كميته‌ي برگزاري هر مسابقه با توجه به امكانات و شرايط برگزار كننده‌ها طراحي مي‌كنند، پس طبيعي است كه زمين مسابقات مختلف با هم تفاوت‌هايي داشته باشد، اما تشابهاتي بين همه‌ي آنها وجود دارد كه به آنها خواهيم پرداخت.
شكل كلي زمين مسابقات مين‌ياب به شكل بالاست. ابعاد زمين معمولاً در حدود 5×5 متر است و معمولاً در داخل زمين موانعي مكعب شكل با ابعاد گوناگون بين (20 تا 50 سانتي متر) قرار دارد. جنس زمين از گچ و خاك است و سعي شده است تا جاي امكان سطح آن مسطح و سفت باشد. مرز‌هاي زمين با نوارهايي سفيد رنگ (با پهناي حدوداً 30 سانتي‌متر) مشخص شده و خارج از اين مرز‌ها مين كاشته نشده است. مين‌ها در زير اين زمين و با فاصله‌ي حدوداً 10سانتي متر از سطح آن كاشته شده‌اند و جاي آنها را به جز تيم داوري هيچ فرد ديگري نمي‌داند و در واقع كار اصلي اين ربات‌ها اين است كه جاي مين‌ها را با علايمي مشخص نشان دهند. اما ربات‌ها چگونه‌در اين زمين مي‌توانند جاي مين‌ها را پيدا كنند؟
همانطور كه در عكس بالا مي‌بينيد، يكي از پركاربردترين عناصر در مين‌ها و كلاً تسليحات جنگي، فلزات هستند. اين مسئله اساس كار ربات‌هاي مين‌ياب است، ربات‌هاي مين ياب به يك عدد سنسور فلزياب مجهز هستند كه مي‌تواند فلزات را تا فاصله‌ي معيني(حدوداً 20 سانتي‌متر) در زير خاك نيز تشخيص دهند. در مسابقات هم به جاي مين واقعي، از يك عدد قوطي كنسرو ماهي استفاده شده است. كار اصلي ربات اين است كه اين سنسور را در تمام نقاط زمين حركت دهد و هرجا كه توسط سنسور، جاي مين (قوطي فلزي) را پيدا كرد، ربات بر روي آن نقطه 5 ثانيه توقف كند و يك LED قرمز را روشن كند، تا به اين وسيله به تيم داوري جاي مين را اعلام كند.
زمين مسابقه به مربع‌هاي 50×50 سانتي‌متر تقسيم شده است، كه مين‌ها در وسط بعضي از اين مربع‌ها كارگذاري شده است. زمانيكه رباتي جاي يك مين را اعلام مي‌كند، داور با توجه به اين كه جاي مين‌ها را مي داند، مشخص مي‌كند كه ربات جاي مين را درست تشخيص داده است يا خير، و امتياز هر مين را جداگانه محاسبه مي‌كند. امتياز نهايي هر تيم، بر حسب تعداد مين‌هاي درست كشف شده، زمان، و تعداد برخورد‌ها با مانع و ديواره‌ها، طبق فرمول خاصي محاسبه‌مي‌شود.در نهايت امتياز تهيه‌ي نقشه‌ي ميدان مين توسط ربات(كه امتياز زيادي هم هست) به اين امتيازات اضافه مي‌شود. اما نقشه چيست؟
ربات‌ها بايد امكانات مكان‌يابي‌اي در اختيار داشته باشند تا بتوانند به وسيله‌ي آنها مختصات دقيق مين‌ها را مشخص كنند و در پايان مسابقه مختصات تمام مين‌هاي كشف شده را در اختيار كاربر قرار دهند. اين بخش تقريباً پيچيده‌ترين بخش ساخت يك ربات مين‌ياب خودكار است، و تيم‌هاي محدودي اين قابليت را دارند كه از محل مين‌ها نقشهاي تهيه كنند.
تهيه‌ي نقشه‌ي مين‌ها اجباري نيست، اما هر تيمي كه بتواند اين كار را انجام دهد امتياز قابل توجهي دريافت خواهد كرد كه شانس آن را براي موفقيت بسيار افزايش خواهد داد. در جلسه‌ي آينده در مورد تهيه‌ي نقشه‌ي مين‌ها بيشتر توضيح مي‌دهيم، همچنين توضيحات مفصلي خواهيم داشت در باب الگوريتم‌هايي كه در كوتاه‌ترين زمان ممكن ربات كل زمين را بتواند جستجو كند. همچنين در مورد ربات‌هاي مين ياب دستي(غير خودكار) و رقابت فني ليگ هم توضيحاتي خواهيم داد.
جلسه‌ي آينده يكشنبه‌ي هفته‌ي آينده بر روي سايت قرار داده خواهد شد.
پيروز باشيد
دوست شما، فراز اميرغياثوند
