Overig: TNO robotcompetitie

TNO robotcompetitie

TNO robotcompetitie editie 1 (1999)

Woensdagmiddag 15 december 1999. Vier kalklijnen op de parkeerplaats van TNO-FEL markeren een doolhof van gasbetonblokken. De witte obstakels zuigen zich vol regenwater en kleuren langzaam grijs. Vijftig gespannen medewerkers volgen de verrichtingen van zes zelfgebouwde robots die door vijf TNO-FEL teams in hun vrije tijd ontworpen en gebouwd waren. Per team was er fl 5000,- beschikbaar gesteld voor materiaalkosten. De opdracht was om volgens bepaalde spelregels in vijf maanden een robot te ontwerpen en te bouwen die in staat zou zijn om in een speelveld met obstakels autonoom te navigeren.
Het competitieveld had een afmeting van 30 bij 8 meter met als ondergrond het ruwe asfalt van het parkeerterrein. De obstakels bestonden uit gipsblokken. Een houten helling (op en af) en zandbakken met vijf centimeter zand erin. Het speelveld werd begrensd door witte lijnen die door de robots niet overschreden mochten worden. De winnaar zou de robot zijn die ofwel het eerst een eindpunt gemarkeerd door een metalen plaat en een gloeilamp zou bereiken ofwel de grootste afstand binnen een tijdsbestek van tien minuten afgelegd had. Hoe moeilijk de opdracht was bleek uit het feit dat geen van de robots erin slaagde om het eindpunt te bereiken zodat als de winnaar de robot die het verst kwam werd aangewezen. Het enthousiasme was er niet minder om. Een traditie is geboren. In 2000 stond de tweede robotcompetitie open voor alle TNO-instituten.

TurboTurtle (1999)
TurboTurtle (1999) met papier mache ‘all-weather turtle-protection-shield

 

Giraffe (1999)
Giraffe (1999)

 

360 graden zicht
Spiegel voor 360 graden zicht van de Giraffe

 

Camerazicht van de giraffe
Camerazicht van de Girafferobot

TNO robotcompetitie editie 2 (2000)

Pientere algoritmes, allerhande sensoren en TNO-blauwe Legoblokjes: ingrediënten voor de tweede Robotcompetitie op zaterdag 7 oktober 2000. Twaalf teams van vijf TNO instituten streden om de eer. Daarnaast deed er een team gesponsord door High Tech Automation buiten mededinging mee. Het TurboTurtle team bestond uit medewerkers van de FEL-TNO radargroep die verantwoordelijk waren voor de aandrijving (een degelijk tankonderstel), en elektro-optiekcollega’s die zich richten op de sensoren en de simpele algoritmes. Hun twee robots Simplemans en TurboTurtle waren gebouwd van technisch Lego met een mindstorm computer als geheugen en een paar extra sensoren (kompas, lichtsensor voor lijnen). Op vergelijkbare multidisciplinaire wijze bouwden de andere teams hun robot.

In het totaal genoten een kleine 300 aanwezigen van het weer en van de capriolen van de robots. 

“Kan iemand het ding uit z’n lijden verlossen?” Batterijtje, batterijtje, batterijtje!” “Er zit geen intelligentie in!” Hij wil terug naar z’n baasje!” Terwijl de toeschouwers zich kostelijk vermaken hebben de robots veel last van het prachtige weer. “Het is toch de zon hè?“ “Iedereen was er bang voor mompelt een toeschouwer” als robot Synops wel erg lang staat te rekenen. Dan hoopvol: “er komt een fantastisch grote wolk aan!” Ook Giraffe 11 kan niet begrijpen dat glimmend asfalt niet wit maar zwart is. “Hij zit in een soort twijfelmodus tussen linksom en rechtsom” roept zijn baasje vertwijfeld uit.

Robot formule Gnuif alias lgor van TPD-TNO heeft er geen zin in en verlaat na het startschot op volle kracht achteruit het speelveld, hetgeen voor de teamleidster aanleiding is om te roepen dat voor eerstejaars deelnemers wellicht andere regels moeten gelden. De meeste robots dat jaar konden geen witte lijnen zien en reden soms meteen het veld uit, of anders kort erna.
De hoofdprijs ging naar de TurboTurle 2000, de creativitetsprijs was voor de Apollo 19 van TNO Industrie en de pechprijs ging naar Roadrunner II. De vijf beste prestaties in termen van afgelegde afstand werden door vier robots van de Waalsdorpers geleverd: TurboTurtle, Giraffe II, FerroFinder II en Joy-Rider.

TurboTurtle (2000)
TurboTurtle (2000)

 

TNO robotcompetitie editie 3 (2002)

Op zaterdag 1 juni 2002 werd de derde robotcompetitie gehouden welke openstond voor Universiteiten, Technische Hogescholen en andere kennisinstellingen. De spelregels waren geheel herzien. Zo waren de witte lijnen op het asfalt verdwenen en dienden de robots een aantal ‘missies’ te volbrengen. Het event in de stralende zon trok zo’n 300 toeschouwers. De VPRO maakte TV-opnamen van de robotcompetitie.
Twaalf robot(team)s deden mee: vijf teams van TNO-FEL, vijf teams van TNO-TPD, een team van TNO Wegtransportmiddelen en een team van TNO Industrie.

Turboturtle (2002)
TurboTurtle (2002) 

Het wedstrijdreglement luidde:

  • De robot
    • De robot is een mechanisch voortbewogen autonoom platform dat gebruikmaakt van de elementen ‘waarneming’, ‘denken’ en ‘handelen’ die met elkaar gekoppeld zijn. Dit betekent de aanwezigbeid van sensoren, actuatoren en (enige) intelligentie.
    • De robot moet passen in een vierkant van 60 bij 60 cm (gemeten in de loodrechte projectie van de robot op het horizontale vlak). De hoogte is onbepaald.
    • De robot is niet via kabels verbonden met de buitenwereld.
    • De robot mag draadloos in verbinding staan met elders opgestelde hardware (b.v. Personal Computer).
    • De robot mag geen gevaar opleveren voor het om het speelveld staande publiek.
    • Het is toegestaan gebruik te maken van buiten het totale speelveld opgestelde bakens. Voor het opstellen daarvan wordt tien minuten voor de start van de betreffende robot de gelegenheid gegeven.
    • Er worden door de robot meer missies uitgevoerd, waarbij de robot aan het begin van elke missie wordt geactiveerd door één van de teamleden.
    • Activering van de robot vindt plaats na bet startschot door de jury.
    • Menselijke interactie na ‘de activering’ is niet toegestaan: de robot zal autonoom zijn missie moeten volbrengen.
  • Het wedstrijdveld
    • Het wedstrijdveld bevindt zich op het parkeerterrein van TNO-FEL.
    • Het wedstrijdveld heeft een totale lengte van 20 meter en een breedte van 6 meter.
    • Het speelveld wordt begrensd d.m.v. een opstaande omheining (ongeverfde ‘underlayment’, te vergelijken met grof spaanplaat) van ongeveer 20 cm.
    • Het speelveld is onderverdeeld in vijf missievelden van 4×6 m, ieder met een eigen startpunt.
  • De missies
    • Missie 1 heet ‘Ontsnapping‘. De opdracht bestaat uit het vinden van de uitgang door het missieveld te doorkruisen onder het ontwijken van een aantal obstakels. De ondergrond is het asfalt van het parkeerterrein, de obstakels zijn gasbetonblokken, de uitgang bevindt zich ergens aan de tegenovergestelde zijde van het startpunt. De gasbetonblokken hebben de afmetingen 60 x 40 x 10 cm. Deze blokken zijn standaardblokken zoals ze in de bouw gebruikt worden.
    • Missie 2 heet ‘Robosport‘. De opdracht bestaat uit het zoeken en het fysiek contact maken met een voetbal (een standaard voetbal maat 5, kleur geel). De ondergrond is een grasveld.
    • Missie 3 heet ‘Woestijn‘. De opdracht bestaat uit het vinden van de oase. De ondergrond is een laag zand met een dikte van ca 3 cm. De oase is een bak (afmetingen 60 x 60 x 3 cm) geheel gevuld met water zodat het wateroppervlak zich op het ‘maaiveld’ bevindt. De robot mag niet in het water rijden of vallen maar moet stoppen binnen 30 cm voor de rand van het waterbassin. Door middel van een signaal (optisch, akoestisch of anderszins) moet duidelijk gemaakt worden dat de opdracht is volbracht.
    • Missie 4 heet ‘Reddingsactie’. De opdracht is om een metalen kubus met een zijde van 10 cm te ‘redden’. De kubus is voorzien van rode en groene LEDs. De opdracht is voltooid wanneer de kubus minimaal 50 cm door de robot is verplaatst. De ondergrond is het asfalt van het parkeerterrein.
    • Missie 5 heet ‘Afgrond‘. De opdracht is om een traject af te leggen met een lengte van ca vijf meter over planken die zich op tien centimeter boven het asfalt bevinden. Het traject bestaat uit rechte stukken van telkens maximaal een meter lang die onder een hoek van maximaal 30 graden in het horizontale vlak met elkaar zijn verbonden. Het eindpunt is een obstakel van twintig centimeter hoogte. De planken en het eindpunt bestaan uit ongeverfde ‘underlayment’, te vergelijken met grof spaanplaat.

    Er moeten door een team tenminste drie missies worden geselecteerd, waarbij missie 1 verplicht is. Er mogen ook vier of vijf missies worden geselecteerd.

  • De wedstrijd
    • De teams dienen rekening te houden met diverse weerscondities. Wanneer de weersvooruitzichten twee dagen voor de geplande datum naar het oordeel van de jury zo slecht zijn dat doorgang niet wenselijk is (b.v. storm + plensbuien) dan wordt de wedstrijd telkenmale een week verzet.
    • De robot dient de geselecteerde missies binnen de 3 minuten per missie uit te voeren waarbij elke geslaagde missie een aantal punten oplevert.
    • De volgorde van uitvoeren is opeenvolgend van missie 1 tot missie 5, waarbij de niet-geselecteerde missies door de robot worden overgeslagen.
    • Een startpunt voor een missie bestaat uit een vaste niet gemarkeerde plaats aan de korte zijde van een missieveld en wordt door de jury aangegeven.
    • De winnaar van de wedstrijd is het team met de robot die zo veel mogelijk punten verzamelt.
    • Bij gelijk aantal punten bepaalt de jury de winnaar op grond van het aantal succesvolle missies.
    • Het winnend team krijgt de hoofdprijs.
    • Er is tevens een startersprijs voor het winnende team in de starterscategorie die bestaat uit de teams die voor het eerst deelnemen.
    • De meest originele/creatieve inzending wordt beloond met een speciale prijs.
    • In de wedstrijd starten de deelnemers volgens een door de jury opgesteld schema. Het schema wordt vlak voor de wedstrijd meegedeeld.
    • Wanneer door pech een start mislukt wordt per missie één (1) herstart toegestaan.
    • Indien de integriteit van het parcours niet meer intact is t.g.v. de robot (bijv. omgooien van obstakels) wordt per keer 5 punten afgetrokken.
    • Er kunnen meer robots op verschillende missievelden tegelijk actief zijn; alleen per missieveld is slechts één robot aanwezig.
    • Een succesvolle missie levert respectievelijk 10, 15, 20, 25 en 30 punten voor de missies 1 t/m 5.

IQ Nullius van TNO Industrie sleepte de hoofdprijs in de wacht. TNO TPD’s Herman heeft voor dezelfde drie geslaagde missies iets meer tijd nodig en won de startersprijs. De originaliteitsprijs ging naar TPD’s Piet Heyn: het team slaagde erin om met een robot van slechts fl. 312,19 twee missies te volbrengen. De Roadrunner van TNO-FEL moest het doen met de pechprijs.

Uitslag 2002
Uitslag 2002

 

De wisseltrofee
De TNO Robotcompetitie wisseltrofee

 

Roadrunner
Roadrunner III

Verslag door het winnende TNO Industrie team:

We hebben gekozen voor een robuuste kar, opgetuigd met verschillende sensoren zoals afstandssensoren gebaseerd op echo van ultrageluid, bumper, elektronisch kompas en meting van de gereden afstand. Dit alles wordt bestuurd door een normale PC die ondersteboven op het onderstel gemonteerd is. We hebben bewust afgezien van sensoren die optisch werken, gezien de sterk wisselende lichtomstandigheden in de buitenlucht. Wanneer we aan de beurt zijn voor de eerste opdracht om door het doolhof te komen, is het team vol spanning. En ja hoor, daar ging onze IQ Nullius met roepnaam ‘lsaak’ zich tussen de obstakels door manoeuvrerend naar de uitgang aan de andere zijde van het speelveld. Een kleine meter voor de uitgang stopt lsaak en wil niet meer verder rijden. Shit! Maar je mocht niet ingrijpen en dus bleef er niets over dan te erkennen dat deze opdracht niet gehaald is. De robosportopdracht waarbij een voetbal op het grasveld gevonden en aangeraakt moet worden, is in no-time geklaard. De opdracht ‘woestijn’ waar de robots een oase (vijvertje) in een zandvlakte moeten opsporen haalden we helaas ook niet, terwijl lsaak tijdens de testen deze opdracht toch zo goed uitvoerde. Het had waarschijnlijk iets te maken met het kompas. Gelukkig waren de volgende opdrachten voor lsaak een fluitje van een cent. De reddingsactie waarbij een metalen kubus over meer dan 50 cm verschoven moest worden, werd volbracht door de kubus minstens het halve veld over te slepen. En ook het rijden over een verhoogd plankier zonder er af te donderen bleek geen probleem voor onze intelligente robot te zijn. Wie is nu de winnaar? De robot Herman van de TPD verzamelde net zoveel punten als Isaak. Het bleek echter dat twee van de drie opdrachten sneller door onze robot werden volbracht dan onze concurrent. Isaak werd daardoor als winnaar uitgeroepen. Grappig is dat Isaak net zoveel punten had als alle vijf TNO-FEL-robots bij elkaar!

Een MPEG-filmpje van de IQ Nullius ‘Isaak’ is hier te bekijken.

 

TNO robotcompetitie editie 4 (2003)

Voor de vierde robotcompetitie verdrongen zich op 22 november 2003 ruim 500 toeschouwers om de vijf missievelden. Maar liefst negentien teams streden om de eer, waaronder vijf teams uit het bedrijfsleven en een team van studenten. Zowel schrijvende pers als radio en televisie had veel aandacht voor de TNO Robotcompetitie, al was wel concurrentie van de honderd meter verderop gehouden LEGO-competitie.
De startersprijs was voor Quippie, een robot van lmtech JCT iQuipware. De vele avond- en weekeinde-uren van de zes teamleden betaalde zich uit in vier geslaagde missies, waaronder eenmaal de snelste tijd voor een missie. Rondom 1 van TNO Industrie verdiende de originaliteitsprijs. Niet alleen viel de robot op door zijn professionele designverpakking, ook maakte hij gebruik van slechts één intelligente sensor die uiterst effectief en innovatief zijn werk deed. De pechprijs was voor Dirty van TNO Telecom. Dirty’s webcam, die enige dagen voor de wedstrijd werd gestolen, was een zo cruciale component dat van deelname aan twee van de vijf missies moest worden afgezien.
De grootste dosis volharding en creativiteit werd gedemonstreerd door IQ-Nullius van TNO Industrie: geslaagd voor alle missies en met tweemaal de snelste tijd prolongeerde het team, dat zijn robot liefkozend en vol vertrouwen typeerde als ‘de Schwarzenegger onder de robots‘, de titel.

Uitslag 2003
Uitslag TNO robotcompetitie 2003

 

TNO robotcompetitie editie 5 (2004)

Wederom vijf missies. Ondergrond was nu naast asfalt ook gras en zand (en water). Bestaande teams hadden gereduceerd budget, waardoor bijvoorbeeld de Turboturtle (tankonderstel, Lego, 386 computer, cameras) vastzat aan een tankonderstel dat moeilijk door gras en zand kwam. Ondanks cameras waarmee de 21.5 cm grote bal kon worden onderscheiden van noesten in het hout en veel testen bleek het gras net anders, het zand te moeilijk, en lukte maar een opdracht waardoor het prominente Turboturtle team van TNO Waalsdorp het niet redde.
Hieronder enkele foto’s van de vijfde robotcompetitiewedstrijd die bij TNO Wegtransport in Delft gehouden werd. Later is de competitie een volledig open competitie geworden met complexe missies als red een poppetje.

Missie 1
Missie 1 “”Ontsnapping”

 

Missie
Missie 5 “Afgrond”

 

Een robot in actie
Een robot in actie in missie 1

 

Een robot in actie: tijdens de robosport missie
Een robot in actie: tijdens de robosportmissie

 

IQ-Nullius (2004)
IQ-Nullius (2004)

 

Een andere deelnemende robot
Een andere deelnemende robot