Pod koniec lipca studenci z Politechniki Wrocławskiej wylecą do USA na prestiżowe zawody autonomicznych robotów podwodnych RoboSub. Przygotowana przez nich maszyna zmierzy się z konstrukcjami, które powstały m.in. na czołowych amerykańskich uczelniach technicznych 

Młodzi konstruktorzy, zrzeszeni w Kole Naukowym „Robocik”, robotami podwodnymi zainteresowali się pod koniec 2016 r. Po kilku miesiącach prac przedstawili swoją pierwszą, niezbyt jeszcze rozbudowaną konstrukcję, która pozwoliła im się jednak zapoznać ze specyfiką tego typu projektów.

Pół roku temu mogliśmy już zobaczyć drugą, o wiele bardziej zaawansowaną, wersję robota. Model wykonano z kwasoodpornej aluminiowej blachy, a wyposażony został m.in. w sześć silników, kamerę, światła LED, czujniki położenia i orientacji oraz czujnik temperatury, zapobiegający przegrzaniu zasilacza. Sterować można nim było za pomocą pada, a kabel zasilający miał długość 30 m.

Wersja 3.0

Pierwotnie maszyna była projektowana na zawody robotów podwodnych MATE Competition, które w czerwcu także odbyły się w USA. Ostatecznie jednak nasi studenci wezmą udział w o wiele bardziej prestiżowym turnieju RoboSub, w którym rywalizują m.in. zespoły z czołowych amerykańskich uniwersytetów technicznych CalTech i MIT. 

Większy prestiż to jednak dużo większe wyzwania, z którymi musieli sobie poradzić młodzi konstruktorzy. Na zawody konieczne było przygotowanie całkowicie nowej konstrukcji robota. Wynikało to m.in. z zasad konkursu, w którym rywalizować mają całkowicie autonomiczne i zasilane bateriami modele. 

– W obecnej, trzeciej już wersji robota zmieniła się więc cała konstrukcja. Choć podstawa nadal jest z ramy aluminiowej, to korpus został wykonany z laminatu z włóknem szklanym, a docelowo zamierzamy go przygotować z włókna węglowego. Łódź jest projektowana tak, aby mogła zejść na głębokość ok. 100 m. Mamy przygotowane wszystkie wyliczenia i wiemy, że nasz robot jest w stanie to osiągnąć, ale póki co nie bardzo możemy to sprawdzić. Znajdujący się w Rudzie Śląskiej, najgłębszy w naszym kraju kryty basen ma 7 m głębokości i tam już prowadziliśmy testy – mówi Mateusz Zimoch, wiceprezes ds. organizacyjnych.

Nowy model wyposażony został w siedem silników, dzięki którym może bez żadnych problemów poruszać się w dowolnym kierunku, a także szereg specjalistycznych czujników, które określają jego położenie m.in. czujnik MT pełniący funkcję akcelerometru, żyroskopu i magnetometru, czujniki ciśnienia oraz czujniki przecieku, sygnalizujące nawet najmniejszą wilgoć.

– Łódź będzie także wyposażona w cztery kamery, które znajdą się na dziobie i burtach. W korpusie wywiercone zostały specjalne otwory inspekcyjne, które zabezpieczyliśmy ochronną warstwą z poliwęglanu. Przygotowaliśmy także dwa manipulatory o sześciu stopniach swobody każdy. Do wydrukowania obudów korzystaliśmy z techniki druku 3D, a konkretnie spiekania laserowego (SLS), dzięki czemu powierzchnie są gładsze, a całość szczelniejsza – tłumaczy Jakub Chmielewski, lider projektu.

Gra w kości i ruletkę

Motywem przewodnim imprezy będzie kasyno, a roboty będą miały do wykonania siedem zadań o rosnącym poziomie trudności. Pierwszy test to przepłynięcie przez bramę, która symbolizuje wejście do kasyna, następnie robot będzie musiał wykryć leżące na dnie znaczniki i podążyć ich śladem. Trzecie zadanie związane będzie z unoszącymi się w wodzie kośćmi do gry – robot będzie musiał policzyć liczbę oczek na ściankach i dotknąć tych kostek, których suma wynosi 11. 

W kolejnych zadaniach konieczne będzie już wykorzystania manipulatora, a zakładają one m.in. użycie automatu do wydawania żetonów do gry oraz zagadkę przy grze w ruletkę. Wszystkie konkurencje będą rozgrywane w basenie o głębokości od 3 do ok. 15 m.

– Zadania są bardzo wymagające, dlatego skupiamy się na konkretnych wyzwaniach. Najpierw przygotowujemy robota do wykonania pierwszego zadania, a gdy będziemy mieli pewność, że sobie poradzi, to zaczynamy opracowywać kolejne – wyjaśnia Jakub Chmielewski.

Pierwsze zawody RoboSub odbyły się w 1998 r. i są organizowane przez fundację Stowarzyszenia Bezzałogowych Systemów Samochodowych i amerykańskie biuro Badań Marynarki Wojennej. Głównym celem imprezy jest przyspieszenie rozwoju autonomicznych pojazdów podwodnych. Od 2002 r. rywalizacja toczy się w San Diego w Kalifornii. W tym roku rywalizacja rozpocznie się 30 lipca i potrwa do 5 sierpnia.

– Będziemy pierwszą drużyną z Polski, która weźmie udział w tych zawodach. Nad robotami podwodnymi pracujemy dopiero od roku, więc do USA lecimy głównie po naukę. Trzeba zaznaczyć, że nasi rywale mają już spore doświadczenie i mnóstwo danych, na których opierają swoje konstrukcje. My zmierzymy się z tymi wyzwaniami po raz pierwszy – dodaje Mateusz Zimoch.

Partnerem strategicznym przy realizacji projektu jest Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, a kluczowymi partnerami prywatnymi są firma LappKabel, która dostarczyła naszym studentom komplet złączek wodoszczelnych oraz firma Basler, dostarczyciel kamer do systemu wizyjnego.

Koło Naukowe Automatyki i Robotyki „Robocik” działa na Wydziale Mechanicznym PWr od 1997 r. i jest jednym z najstarszych na Politechnice Wrocławskiej. Głównym projektem realizowanym przez studentów jest obecnie projekt łodzi podwodnej, ale konstruują również sortującego robota przemysłowego, wykorzystującego sztuczne sieci neuronowe, system wizyjny do pracy, a także model pojazdu autonomicznego.

mic