1. ارائه درس رباتيک آشنايي با مسابقات روبوکاپ ارائه دهندگان: حسام منتظری احمد نيک آبادی پاييز 1383

2. سرفصل مطالب مقدمه روبوکاپ چيست؟ تاريخچه مسابقات روبوکاپ
اهداف مسابقات روبوکاپ
سازمان روبوکاپ
آشنايي با ليگ هاي مختلف روبوکاپ
ليگ هاي رباتهاي واقعي- آشنايي کلي
ليگ ربات هاي اندازه کوچک
ليگ ربات هاي اندازه متوسط
ليگ ربات هاي سوني
ليگ ربات هاي انسان نما
ليگ ربات هاي امداد
ليگ نوجوانان
ليگ هاي شبيه سازي

3. روبوکاپ چيست؟ RoboCup(Robot World Cup)
مجموعه‌اي از مسابقات و کنفرانس‌ها، محيطي پژوهشي و آموزشي
هدف اوليه:
ايجاد تيمي از روبات‌هاي فوتباليست
فعاليت‌هاي فعلي:
کنفرانس‌هاي تخصصي
کنفرانس و مسابقات جهاني روبوکاپ
برنامه‌هاي تحصيلي
توسعه زيرساخت‌ها
مجموعه مسابقات روبوکاپ

4. تاريخچه مسابقات روبوکاپ
1992
مطرح شدن ايدهء رباتهاي فوتباليست توسط پروفسورAlan Mackworth استاد دانشگاه British Columbia
محققان ژاپني به صورت مستقل توسعه فوتبال ربات ها و سيستم شبيه سازي را بررسي کردند.
1993
برگزاري مسابقات Robot J-League در ژاپن توسط Minoru Asada، Yasuo Kuniyoshi و Hiroaki Kitano
اولين فراخوان مسابقات جهاني اعلان و قوانين اوليه مسابقات مشخص شد .
توسعه نگارش صفر سرور فوتبال به زبان ليسپ و توسعه نگارش اول آن به زبان c++ توسط Ituski Noda
1995
اولين نمايش عمومي سرور فوتبال
تصميم به برگزاري مسابقات پيش روبوکاپ 1996 در کنفرانس IJCAI
اعلان رسمي مسابقات 1997 در حاشيه کنفرانس IJCAI97

5. تاريخچه مسابقات روبوکاپ
1996
برگزاري کنفرانس IROS-96 در اساکا ژاپن و برگزاري مسابقات پيش روبوکاپ
8 تيم در ليگ شبيه سازي شرکت کردند.
نمايش ربات سايز متوسط
1997
نقطه ي عطفي در تاريخ هوش مصنوعي و رباتيک
شکست قهرمان شطرنج جهان توسط IBM Deep Blue
ارسال اولين ربات مسيرياب به مريخ به نام Sojourner
برگزاري اولين مسابقات و کنفرانس رسمي روبوکاپ
برگزاري مسابقات با حضور مجموع 40 تيم و 5000 شرکت کننده

6. اهداف مسابقات روبوکاپ اهداف
سرعت بخشيدن تحقيقات : وسيله‌اي براي سرعت بخشيدن تحقيقات در زمينه هوش مصنوعي و روباتيک با ارئه مسائلي جذاب و مشکل
هدف نمادين : مشکل اما دست‌يافتني
پروژه برجسته:
نمونه: پروژه آپولو
جان اف کندي در 1961: فرود يک انسان در ماه و بازگشت آن به سلامت به زمين
جنبه اقتصادي و يا نظامي مستقيم در کار نيست.
"قدم کوچکي براي يک انسان و قدم بزرگي براي بشريت"
زيراهداف: تعريف هدف کلي روبوکاپ زير اهداف ديگري ايجاد مي‌کند.
تعريف يک مسأله استاندارد: روبوکاپ مسأله اي استاندارد براي آزمايس تئوريها الگوريتم‌ها و معماريهاست.
شطرنج
ربوکاپ
محيط
ايستا
پويا
تغيير حالت
نوبتي
بلادرنگ
دسترسي اطلاعات
کامل
غيرکامل
اطلاعات سنسورها
نمادين
غيرنمادين
کنترل
مرکزي
توزيع شده

7. سازمان روبوکاپ فدراسيون روبوکاپ
مسئول برگزاري مسابقات رسمي و ساليانه روبوکاپ
سازماني بين المللي که در سوئيس ثبت شده است.
داراي ريئس، هيت ريئسه و هيئت اجرايي مي باشد.
ريس فعلي : Minoru Asada از دانشگاه اساکا ژاپن
هيئت اجرايي شامل هيئت ريئسه و نمايندگان هر ليگ مي باشد.
کميته هاي ملي
اسکانديناوي
آمريکا
فرانسه
ايتاليا
آلمان
هلند
سنگاپور
ژاپن

8. آشنايي با ليگ هاي مختلف روبوکاپ

9. ليگ هاي رباتهاي واقعي- آشنايي کلي
خصوصیات کلی
ربات
زمین
قوانین بازی
نوع مسابقه:
فوتبال
امداد

10. ليگ ربات هاي اندازه کوچک – محيط بازي
زمين
اندازه زمين ميز تنيس مي باشد.
152.5 * 274 cm
سطح زمين کاملا صاف است.
تيم ها بايد مشکلات ناهمواري هاي جزئي را برطرف کنند.
دروازه
عرض دروازه 50 سانتي متر است.
توپ
توپ نارنجي رنگ گلف مورد استفاده قرار مي گيرد.
ديوار
ديوار در اطراف زمين هستند و داراي ده سانتيمتر ارتفاع است و رنگ آنها سفيد ميباشد.

11. ليگ ربات هاي اندازه کوچک – محيط بازي
محدوده دفاعي
فاصله از خط دروازه 22.5 است و داراي عرض 100 سانتيمتر است.
فقط يک ربات از هر تيم در اين منطقه ميباشد.
نور
مقدار نور بين Lux ميباشد
گوشه ها
صفحه اي در گوشه ها براي ممانعت از گير کردن توپ قرار دارد.
رنگ ها
زمين سبز تيره است.
ديوارها سفيد است.
منطقه پشت دروازه آبي يا سفيد تيره ميباشد.
خطوط سفيد هستند.

12. ليگ ربات هاي اندازه کوچک – ربات و تيم
حداکثر مساحت 180 سانتي متر است.
حداکثر طول 18 سانتي متر است.
ارتفاع در صورت وجود سيستم سرتاسري بينايي، 15 سانتي متر ميباشد و در غير اين صورت 5/22 سانتيمتر است.
تيم
هر تيم شامل پنج ربات است.
سيستم سرتاسري بينايي
دو متر از سطح ميز
شناسايي و دنبال کردن جاي توپ و ربات ها

13. ليگ ربات هاي اندازه کوچک – قوانين بازي
زمان بازي
هر بازي شامل دو نيمه و يک استراحت بين آنها است.
زمان نيمه ها و استراحت ده دقيقه مي باشد.
نگهداري توپ
توپ را نبايد کاملا در کنترل خود قرار دهد.
Robot Halting
همه بازيکنان قبل از شروع بازي (restart) بايد در حالت halt قرار گيرند. داور پنج ثانيه قبل از شروع مجدد همه ربات ها را قرار مي دهد و در طول اين زمان بازيکنان نبايد حرکت کنند.
رباتها نبايد به رباتهاي ديگر حمله کنند.

14. ليگ ربات هاي اندازه کوچک

15. ليگ ربات هاي اندازه متوسط – محيط بازي
زمين بازي
رنگ زمين : سبز
مواد زمين: با تصميم سازمان دهندگان محلي است.
ابعاد : 8 * 12 متر
زمين بازي شامل پرچم هايي است
توپ
شبيه استاندارد فيفا 5 به رنگ نارنجي
تعداد بازيکنان
شش بازيکن و يکي از آنها دروازه بان است.
مساحت اشغال شده توسط کل اعضاي تيم ها برابر سانتي متر است.
تعداد تعويض ها : دلخواه است.

16. ليگ ربات هاي اندازه متوسط - ربات
ويژگي هاي ربات
فضاي اشغال شده توسط ربات
اندازه ربات
شکل ربات
وزن ربات
ربات هاي سنگين تر
رنگ ربات
شماره ربات
Top marker
ارتباطات
مکانيزم کنترل توپ

17. ليگ ربات هاي اندازه متوسط – قوانين
زمان بازي
دو نيمه 10 دقيقه
وقت استراحت بين دو نيمه نبايد بيش از 10 دقيقه باشد.
زمان هاي تلف شده
تعويض
بازيکن آسيب ديده
موارد ديگر

18. ليگ ربات هاي اندازه متوسط

19. ليگ ربات هاي سوني-محيط ابعاد: وضعيت روشنايي: خطوط: رنگ ها:
زمين: 4600 * 3100(mm)
دروازه ها: 600 * 350(mm)
محوطه جريمه: 1000 * 500(mm)
وضعيت روشنايي:
داراي استاندارد تعريف شده
حداقل 500 lux در زمين
خطوط:
رنگ: سفيد
قطر: 25(mm)
رنگ ها:
زمين: سبز
خطوط، ديواره ها، ديواره خارجي: سفيد
دروازه: زرد(تيم قرمز) و آبي آسماني(تيم آبي)
علائم اطراف زمين: ناحيه C سفيد و ناحيه هاي A و B با توجه به جهت دروازه ها

20. ليگ ربات هاي سوني-ربات
تيم ها ملزم به استفاده از يکي از ربات هاي زير هستند:
Sony AIBO ERS-210
Sony AIBO ERS-210A
Sony AIBO ERS-7
هيچ گونه تغييري در سخت افزار ربات ها مجاز نيست.
تنها اشياء قابل نصب بر روي ربات:
مارکر تيم ها
شماره
چسب براي نگهداري باتري
يک کامپيوتر براي Forward کردن پيام ها

21. ليگ ربات هاي سوني-ربات

22. ليگ ربات هاي سوني-ربات

23. ليگ ربات هاي سوني-ربات(سخت افزار)
مشخصات سخت افزاري ربات:
CPU: 576 Mhz RISC processor (64 bit)
Battery time: 1.5 hours
Battery recharge time: 2 hours
Memory: 64 Mb SDRAM
Camera: pixels
Memory Stick: 32 Mb
Sensors: vibration, pressure (1 on chin, 4 on paws), acceleration, electro-static (1 on head, 1 on back), temperature, infrared distance (1 on head, 1 on body)
Release: November 2003
اتصالات و بخش هاي قابل حرکت:
سر(3 درجه آزادي)
دهان (1 درجه)
گوش (1 درجه)
پا (3 درجه)
دم (2 درجه)

24. ليگ ربات هاي سوني-ربات(طرح کلي نرم افزاري)
Touch sensory module
لايه ادراک
Camera module
Comm module …
لايه تصور محيط
Filtering module
Collision module …
Strategy module [CSM]
State module
لايه رفتار …
Kick module [CSM]
Penalty module [CSM]
لايه حرکت …

25. ليگ ربات هاي سوني-ربات(سيستم ديداري)
گام هاي سيستم ديداري:
Color Classification
Run-Length encoding
Blob Formation
Object Recognition

26. ليگ ربات هاي سوني-قوانين
زمان بازي: 20 دقيقه( 2 زمان 10 دقيقه اي)
تعداد بازيکنان: 4 بازيکن در هر تيم
دروازه بان: تنها بازيکن مجاز به ورود به محوطه جريمه، داراي شماره 1
برچسب بازيکنان: داراي سه برچسب در جلو، عقب و کنار ربات
ارتباطات: ارتباط بي سيم مستقيم و يا از طريق کامپيوتر خارج زمين
گل: عبور کامل توپ از خط دروازه
برخي قوانين بازي:
Penalties
Throw in
Request for Pick-up
Game Stuck
Request for Timeout ….
امتيازات:
برنده: 3
تساوي: 1، 1.5 يا 2
بازنده: 0

27. ليگ ربات هاي سوني-قوانين
روند اجراي بازي:

28. ليگ ربات هاي سوني-نماي کلي بازي

29. ليگ ربات هاي سوني-حرکت در مقابل حريف

30. ليگ ربات هاي سوني-تکنيک فردي

31. ليگ ربات هاي انسان نما – ربات و توپ
ساختار
قابليت راه رفتن با دو پا. بدون استفاده از چرخ.
بايد داراي اندازه هاي تعريف شده اي باشد.
داراي دو پا، دو بازو، يک بدن و سر باشد.
اندازه ها
Hmax حداکثر ارتفاع ربات
H ارتفاع واقعي ربات
L طول پا
AS اندازه پا از شانه
AH اندازه پا از مرکز بدن
HD اندازه سر همراه با گردن
روابط زير برقرار است
0.4 * H < L < 0.6 * H
2 * AC < H
0.1 * H < HD
مساحت مستطيل هر پا بايد: S < (H/3 * H/3)/2

32. ليگ ربات هاي انسان نما – ربات و توپ
ابعاد ربات و توپ کلاس H-40
ربات
Hmax = 44 cm
H = 40 cm
16 cm < L < 24 cm
16 cm < AC < 24 cm
HD > 4 cm
توپ
نارنجي
قطر 83mm
وزن 26g
مشابه ليگ سگ هاي سونس

33. ليگ ربات هاي انسان نما – مسابقات انفرادي
ايستادن بر روي يک پا
ربات بايد يک دقيقه بر روي پا بايستد.
راه رفتن ربات انسان نما
راه رفتن از نقطه شروع به نقطه پايان با عبور از موانع
در هنگام بازي عامل انساني نبايد به ربات کمک کند.
نام ليگ متناسب با ارتفاع Href است.

34. ليگ ربات هاي انسان نما – مسابقه راه رفتن

35. ليگ ربات هاي انسان نما – مسابقات انفرادي
شوت
توپ در مقابل گل قرار ميگيرد. ربات در پشت توپ قرار ميگيرد. ربات بايد به سمت توپ برود و توپ را به سمت گل ضربه بزند.
پارامترهاي مسئله
D1 فاصله ي مکان اوليه ربات و توپ
D2 فاصله ي توپ و خط دروازه
GW عرض دروازه و GH ارتفاع دروازه
روابط آنها
D1 = 1.5 * H
D2 = 3.0 * Href
GW = 3.0 * Href
GH = Href

36. ليگ ربات هاي انسان نما – بازي ها
پنالتي
ربات تيم 1 پشت توپ قرار مي گيرد. ربات تيم 2 در جلوي دروازه قرار مي گيرد. تيم 1 راه مي رود و به توپ به سمت دروازه ضربه مي زند.
پارامترها
D1 فاصلهء مکان اوليه ربات و توپ
D2 فاصلهء توپ و خط دروازه
GW عرض دروازه و GH ارتفاع دروازه
D1 > 0.5 * H
D2 = 3.0 * Href
GW = 3.0 * Href
GH = Href
ربات دروازه بان بايد در فاصله Href از خط دروازه قرار گيرد.

37. ليگ ربات هاي انسان نما – پنالتی

38. ليگ ربات هاي انسان نما – بازي ها
اتمام يک پنالتي
ربات دروازه بان توپ را بگيرد.
توپ وارد دروازه شود.
60 ثايه براي ربات ضربه زنده فرصت است.
پس از 5 ثانيه ضربه توپ ، ربات شوت زننده مي تواند از دروازه خارج شود.
تعداد پنالتي
هر بازي شامل 5 جلسه براي هر تيم است.

39. ليگ ربات هاي انسان نما – بازي ها
فوتبال
تعداد ربات ها
با حداقل يک ربات و حداکثر سه ربات براي هر تيم انجام مي شود.
زمان بازي
دو نيمه 10 دقيقه و استراحت دقيقه بين آنها
در صورت تساوي رمان اضافي با قانون گل طلايي
در صورت تساوي پنالتي با دروازه بان
در صورت تساوي پنالتي بدون دروازه بان
اندازه زمين
Width (W) = 6.0 * Href
Length (L) = 9.0 * Href
ديوار
ديواري در اطراف زمين نيست.
خطوط
دايره وسط ، خط وسط ،خطوط کناري و محوطه جريمه با رنگ سفيد است.

40. ليگ ربات هاي انسان نما – بازي ها
سبک آزاد
5 دقيقه فرصت به هر تيم داده مي شود تا هر نمايشي از ربات نشان دهند.
ارزيابي توسط هفت داور مستقل صورت مي پذيرد.
امتياز هر داور در محدوده 1 تا 10 است.
ميانگين امتياز داورها با حذف يک راي حداکثر و يک راي حداقل امتياز.

41. ليگ ربات هاي انسان نما – سبک آزاد

42. ليگ ربات هاي امداد-محيط

43. ليگ ربات هاي امداد-محيط

44. ليگ ربات هاي امداد-محيط
ناحيه زرد
ناحيه اي دوبعدي
وزن مجروح = 0.5
ناحيه نارنجي
ناحيه اي سه بعدي
وزن مجروح = 0.75
ناحيه قرمز
کاملاً بدون ساختار و غيرمطمئن
وزن مجروح = 1.0

45. ليگ ربات هاي امداد-مجروح

46. ليگ ربات هاي امداد

47. ليگ نوجوانان زمينه ساده اي براي طراحي ربات و برگزاري مسابقه
مخصوص دانش آموزان دبيرستان و راهنمايي
فعاليت ها
ساخت ربات و برنامه نويسي
تست ربات/برنامه ها در مقابل يکديگر
سرگرمي

48. ليگ نوجوانان
مسابقات
فوتبال
امداد
حرکات موزون

49. ليگ هاي شبيه سازي ليگ شبيه سازي امداد ليگ شبيه سازي فوتبال ليگ دو بعدي
ليگ سه بعدي
ليگ مربي
ليگ ارائه

50. مراجع http://www.robocup.org http://www.robocup2004.pt

51. پرسش و پاسخ

52. با تشکر