سمینار هفته پژوهش

نرم افزارهای شبیه سازی رباتها

سخنران : مهدی قنواتی

Qrio

فهرست مطالب

1شبیه سازی نرم افزاری چیست و فواید آن-2مشخصات مشترک نرم افزارهای شبیه سازی رباتها -3 معرفی نرم افزار -Webots4 قابلیت های-Webotsو نمایش محیط آن با مثال 5 معرفی-Easy-Rob6 شبیه سازی و روبوکاپ -Robocup

شبیه سازی چیست؟Simulation

1:شبیه سازی ربات -به معنی ساخت مدلی نزدیک به ربات واقعیبا همه سنسورهای الزمبا همه موتورها و محرک های الزم2:شبیه سازی محیط - ایجاد محیطی شبیه به محیط واقعی با خصوصیات

فیزیکی مشابه ، مانند زمین صاف ، سنگالخ، با گرانش کم، باد، آب

موانع و ...

شبیه سازی چیست؟3 - حرکت دادن ربات شبیه سازی شده در

(Run)محیط شبیه سازی شده4 - بررسی نتایج ، رفع خطاها و

بهینه کردن ربات

حله ای دیگر: انتقال برنامه کنترلیمر به ربات

فواید شبیه سازی

استفاده از شبیه سازی سریع برای توسعه پروژه هایرباتیک بسیار مفید است و عمال به طراحان اجازه می

خود را ببینند و داده ها را به ربات سریعا ایده دهد تا واقعی انتقال دهند.

بسیاری را وقت استفاده از چنین نرم افزارهاییذخیره می کند و به طراح این امکان را می دهد تا

بیشتری را بسنجد. احتماالت نتیجه استفاده از این کنترل زمان و کیفیتبنابراین ،

نرم افزار ها است.

مشخصات مشترک نرم افزارهای شبیه سازی رباتها

1 -world : ، جهان مجازی ، شتاب گرانشزمان

2 -space : : فضای مجازی اطراف هر شیکشف برخورد ها

3 -Body : :جسم یا شی مانند ربات یا موانعجرم ،اندازه ، موقعیت، خصوصیات فیزیکی

4 -Geom یا Boundary هندسه و مرز : شی : مرز بیرونی شی که جدا کننده آن از

بقیه محیط است و برخورد دو مرز باعث تصادف و ایجاد نیرو می شود

مرزجسم جسم

مشخصات مشترک نرم افزارهای شبیه سازی رباتها

مشترک نرم افزارهای شبیه سازی رباتهامشخصات

5 -Joint

مفصل

نقش برنامه نویسی در شبیه سازی

1 خواندن مقادیر اندازه گیری شده توسط-سنسورها

2 محاسبه آن چیزی که باید عمل بعدی ربات-باشد

مشکل ترین قسمت است که هوش مصنوعی در این مرحلهاین قسمت خود را نشان خواهد داد، شامل الگوریتم های گریز

از موانع مانند میدان پتانسیل، کلونی مورچه ها و ... ناوبری3 فرستادن فرمان به محرکها و موتورها-

برای انجام این عمل

مدل سینماتیکی و فیزیکی

یزیکیfف ربfات بfرای روش این در سfینماتیکی: مدل وجfود نfدارد و تنهfا سfرعت و هندسfه حfرکت مهم اسfت.

جرم و اصطکاک تعریف نمی شود.

فfک تعریfات فیزیfرای ربfیزیکی: در این روش بfمدل فشfده اسfت .حرکت ربfات می توانfد توسfط نfیروی جلfو برنfده اصfطکاک چfرخ بfا زمین انجfام شfود. جfرم و سfایر بfه روش این . شfود می تعریfف فfیزیکی خfواص

واقعیت نزدیکتر است .

nodeگره چیست؟

به هر شی موجود در نرم افزارهای مدلسازی گرهمی گویند که می تواند خاصیتهایی برای آن تعریف

کرد. ،مثال سنسورها، موتورهای محرک، اشیا مرزی

شکلها، چراغ، ربات، موانع، زمین و غیره...

بعضی گره ها زیرمجموعه بعضی دیگر قرار می گیرند و گره باالتر از گره پایین ترش درست می شود

و خواص آن را به ارث می برد.

نرم افزار شبیه ساز رباتها1 وبتز -Webots 2میکروسافت رباتیک-3-easy-rob4 -robowork

Webotsنرم افزار

Webotsمزایا و توانایی نرم افزار1دارا بودن اکثر سنسورهای مورد نیاز -2تعریف مرز ،جسم ،فضا و جهان و مفاصل-3 شبیه سازی کامل محیط نیوتنی و شرایط -

برخورد4قابیلت انتقال برنامه به ربات ساخته شده -5 برنامه نویسی در محیط برنامه به چندین -

زبان6مانور باال برای کنترل -7دیدن تغییرات آنی متغیرها در پنجره گزارش -

Webotsچهار پنجره

در ها webotsگره

ساختار سلسه مراتبی یا ارثی

webotsکتاب راهنمای جامع

وباتز باز کردن نرم افزار و نمایش رباتها

Easy-Robنرم افزار شبیه ساز بازوهای رباتیک

افزار نرم کردن باز -Easy Rob

ست؟یروبوکاپ چRoboCup(Robot World Cup)

ی از مسابقات و کنفرانس ها، محیطی پژوهشی ومجموعه ا یآموزش

یه:هدف اولیم بتوانند ت2050که در سال یجاد تیمی از روبات های فوتبالیست ا

انسانها را شکست بدهند

یت های فعلی:فعالی تخصصیکنفرانس های روبوکاپکنفرانس و مسابقات جهانی تحصیلیبرنامه هایرساخت هاتوسعه زمجموعه مسابقات روبوکاپ

خچه مسابقات روبوکاپیتار1992

رباتهای فوتبالیست توسط پروفسورءمطرح شدن ایده Alan Mackworth استاد دانشگاهBritish Columbia

ها و محققان ژاپنی به صورت مستقل توسعه فوتبال رباتسازی را بررسی کردند. سیستم شبیه

1993 برگزاری مسابقاتRobot J-League در ژاپن توسط Minoru Asada ،Yasuo Kuniyoshi و Hiroaki Kitano اولین فراخوان مسابقات جهانی اعالن و قوانین اولیه مسابقات مشخص

شد . توسعه نگارش صفر سرور فوتبال به زبان لیسپ و توسعه نگارش اول آن

Ituski Noda ++ توسطcبه زبان

خچه مسابقات روبوکاپیتار

1995اولین نمایش عمومی سرور فوتبال 1996تصمیم به برگزاری مسابقات پیش روبوکاپ

IJCAIدر کنفرانس

در حاشیه کنفرانس 1997اعالن رسمی مسابقات IJCAI97

اهداف مسابقات روبوکاپوسیله ای برای : سرعت بخشیدن تحقیقات

سرعت بخشیدن تحقیقات در زمینه هوش مصنوعی و رباتیک با ارئه مسائلی جذاب و مشکل

.جنبه اقتصادی و یا نظامی مستقیم در کار نیست

:ی اروبوکاپ مسأله تعریف یک مسأله استاندارد تئوریها الگوریتم ها و معماریهاست.شاستاندارد برای آزمای

:2050شکست تیم فوتبال انسان ها تا سال هدف نمادینربوکاپ وسیله ای است برای زسیدن به اهداف دیگر

سازمان روبوکاپفدراسیون روبوکاپ

و سالیانه ی مسابقات رسمیمسئول برگزار سازمانی بین المللی که در سوئیس ثبت شده روبوکاپ ،

است.باشد.یسه و هیئت اجرایی میئدارای ریئس، هیت ر : ریس فعلیMinoru Asada از دانشگاه اساکا ژاپن هیئت اجرایی شامل هیئت ریئسه و نمایندگان هر لیگ می

باشد.کمیته های ملی

اسکاندیناویآمریکافرانسهایتالیا

آلمان-هلند-سنگاپور-ژاپن-ایران-

کمیته ملی ربوکاپ ایران يکی از فعال ترين کشورها در زمينه مسابقات 1998ايران از سال

ربوکاپ و تحقيقات مربوط به آن بوده است. تيم های ايرانی از به لحاظ کمی و کيفی رشد چشم گيری  داشته اند. در 2003سال

نتيجه تشکيل کميته ملی ربوکاپ ايران يک ضرورت بود. :دکتر مرتضی موسی خانی ، دانشگاه آزاد اسالمی سرپرست کميته

قزوين

: دکتر مازيار پالهنگ دانشگاه مسوولين ليگ ربات های انسان نماصنعتی اصفهان

و دکتر امیر رجب زاده  دانشگاه رازی کرمانشاه

دکتر منصور :مسوولين ليگ ربات های فوتباليست سايز متوسطجمزاد  دانشگاه صنعتی شريف و دکتر بهرام کيمياقلم دانشگاه آزاد

اسالمی قزوين

کمیته ملی ربوکاپ ایران

:دکتر سعيد شيری مسئول ليگ ربات های فوتباليست سايز کوچکقيداری : دانشگاه صنعتی اميرکبير

:دکتر فريبرز محمودی  ،دانشگاه آزاد مسئول ليگ ربات های خانگیاسالمی قزوين

:دکتر اسالم ناظمی ،دانشگاه شهيد مسئول ليگ شبيه ساز فوتبالبهشتی

مهندس مازیار احمد شعربافی ،دانشگاه : مسئول ليگ شبيه ساز امداد تهران

مهندس احسان هاشمی ،دانشگاه : مسئول ليگ های دانش آموزیصنعتی امير کبير

گ های مختلف روبوکاپی با لییآشناواقعیی رباتهایگ هایل

اندازه کوچکیلیگ ربات ها اندازه متوسطیلیگ ربات ها یلیگ ربات های سونلیگ ربات های انسان نماامدادیلیگ ربات ها گ نوجوانانیلجدیدا رباتهای زیرآبی و رباتهای پرندهیه سازی شبیلیگ ها

فوتبالی ساز یهشبامدادی سازیه شب

ی بازی کلی-نمای سونیلیگ ربات ها

اندازه کوچک یلیگ ربات ها

فیلم نمایشرباتهایاندا

کوچک زه

موقعیت یابی بوسیله دو دوربین سقفی انجام می گیرد

اندازه متوسط - رباتیلیگ ربات هاربات ی هایژگیو فضای اشغال شده توسط

ربات اندازه رباتشکل رباتوزن رباتهای سنگین ترربات رنگ رباتشماره رباتTop markerارتباطاتمکانیزم کنترل توپ

پنالتی– انسان نما یلیگ ربات ها

امدادیلیگ ربات ها

گ نوجوانانیل

مسابقات:فوتبالامدادحرکات موزون

یه سازی شبیلیگ ها

امدادیه سازیگ شبیل فوتبالیه سازیگ شبیل

oیگ دو بعدیلoیگ سه بعدیلoیگ مربیل

پایان

مهدی قنواتیwww.royak.ir