Inteligência Artificial e Robótica: Futebol com Equipas de ...
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InteligênciaInteligência Artificial e Artificial e RobRobóóticatica: : FutebolFutebol com com EquipasEquipas de de RobôsRobôs
LuLuíís Paulo Reiss Paulo [email protected]@fe.up.pt
http://http://www.fe.up.ptwww.fe.up.pt//~lpreis~lpreisLIACC LIACC –– Lab. Inteligência Artificial e Ciência de ComputadoresLab. Inteligência Artificial e Ciência de ComputadoresFEUP FEUP –– Faculdade de Engenharia da Universidade do PortoFaculdade de Engenharia da Universidade do Porto
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Estrutura da ApresentaEstrutura da Apresentaççãoão
§§ Agentes, Sistemas Agentes, Sistemas MultiMulti--AgenteAgente e e CoordenaCoordenaççãoão§§ IntroduIntroduçção ao Futebol Robão ao Futebol Robóótico tico –– RoboCupRoboCup§§ A Liga de Robôs com Pernas e a A Liga de Robôs com Pernas e a
Plataforma RobPlataforma Robóótica AIBOtica AIBO§§ Equipa FC Equipa FC PortusPortus -- Liga de Robôs com Liga de Robôs com
PernasPernas§§ ConclusõesConclusões
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Estrutura da ApresentaEstrutura da Apresentaççãoão
§§ Agentes, Sistemas Agentes, Sistemas MultiMulti--AgenteAgente e e CoordenaCoordenaççãoão§§ IntroduIntroduçção ao Futebol Robão ao Futebol Robóótico tico –– RoboCupRoboCup§§ A Liga de Robôs com Pernas e a A Liga de Robôs com Pernas e a
Plataforma RobPlataforma Robóótica AIBO tica AIBO §§ Equipa FC Equipa FC PortusPortus -- Liga de Robôs com Liga de Robôs com
PernasPernas§§ ConclusõesConclusões
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Inteligência ArtificialInteligência Artificial
§§ InteligênciaInteligência–– ““Capacidade deCapacidade de resolver novos problemas resolver novos problemas
atravatravéés da utilizas da utilizaçção habilidosa do ão habilidosa do conhecimentoconhecimento””
§§ Inteligência ArtificialInteligência Artificial–– ““Ciência para Ciência para construir mconstruir mááquinas para fazer quinas para fazer
coisas que requerem inteligênciacoisas que requerem inteligência quando feitas quando feitas pelo homempelo homem””
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DefiniDefiniçção de Agenteão de AgenteSistema ComputacionalSistema Computacional::
•• Situado num dado Situado num dado ambienteambiente, , •• PercepPercepççãoão atravatravéés de s de sensoressensores,,•• Decisão e acDecisão e acçção autão autóónomanoma atravatravéés de s de actuadoresactuadores,,•• ComunicaComunicaçção de altoão de alto--nníívelvel (com outros agentes e/ou humanos), (com outros agentes e/ou humanos), •• Desempenhar uma dada Desempenhar uma dada funfunççãoão para a qual foi projectado.para a qual foi projectado.[Reis, 2002][Reis, 2002]
Ambiente Agente
?Percepções
Acções
Sensores
Actuadores
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DefiniDefiniçção de Agenteão de Agente
Hardware Hardware ouou Software com Software com propriedadespropriedades::§§ AutonomiaAutonomia§§ ProPro--ActividadeActividade§§ ReactividadeReactividade§§ HabilidadeHabilidade SocialSocial
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Agentes InteligentesAgentes Inteligentes§§ Agente:Agente:
–– ApercebeApercebe--se do ambiente atravse do ambiente atravéés de sensores e age atravs de sensores e age atravéés de s de actuadoresactuadores
–– Sensores: Sensores: §§ Olhos, ouvidos, nariz, tacto, gostoOlhos, ouvidos, nariz, tacto, gosto
–– Actuadores: Actuadores: §§ Pernas, braPernas, braçços, mãosos, mãos
§§ Agente RobAgente Robóótico (Corpo):tico (Corpo):–– Sensores: Sensores: §§ CamerasCameras, , sonaressonares, infra, infra--vermelhosvermelhos
–– Actuadores: Actuadores: §§ Motores, rodasMotores, rodas
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Os Ambientes do RoboCupOs Ambientes do RoboCup
§§ Os mais Complexos:Os mais Complexos:–– InacessInacessííveisveis–– Não DeterminNão Determiníísticossticos–– DinâmicosDinâmicos–– ContContíínuosnuos–– MultiMulti--AgenteAgente
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Sistemas Sistemas MultiMulti--AgenteAgente
§§ VVáários Agentes: rios Agentes: –– CooperaCooperaçção ão vsvs CompetiCompetiççãoão
§§ ComunicaComunicaçção:ão:–– O quê, quando, a quem e como comunicar?O quê, quando, a quem e como comunicar?–– Protocolos de comunicaProtocolos de comunicaçção e linguagens standardão e linguagens standard
§§ AprendizagemAprendizagem§§ CoordenaCoordenaçção ão ((““trabalhar em conjunto de forma trabalhar em conjunto de forma
harmoniosaharmoniosa””):):–– Agentes Competitivos: NegociaAgentes Competitivos: Negociaçção, ão, ResRes. Conflitos. Conflitos–– Agentes Cooperativos: CooperaAgentes Cooperativos: Cooperaçção, Equipasão, Equipas
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Estrutura da ApresentaEstrutura da Apresentaççãoão
§§ Agentes, Sistemas Agentes, Sistemas MultiMulti--AgenteAgente e e CoordenaCoordenaççãoão§§ IntroduIntroduçção ao Futebol Robão ao Futebol Robóótico tico –– RoboCupRoboCup§§ A Liga de Robôs com Pernas e a A Liga de Robôs com Pernas e a
Plataforma RobPlataforma Robóótica AIBOtica AIBO§§ Equipa Equipa PortusPortus para a Liga de Robôs com para a Liga de Robôs com
PernasPernas§§ ConclusõesConclusões
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IntroduIntroduçção ao Futebol Robão ao Futebol RobóóticoticoO Projecto RoboCupO Projecto RoboCup
§§ ProjectoProjecto InternacionalInternacional–– Inteligência Artificial (DistribuInteligência Artificial (Distribuíída)da) e e –– RobRobóótica Inteligentetica Inteligente
§§ FutebolFutebol -- ttóópico central de investigapico central de investigaçção:ão:–– Jogo colectivo Jogo colectivo complexo e atractivocomplexo e atractivo–– Enorme leque de Enorme leque de Tecnologias:Tecnologias:§§ Agentes AutAgentes Autóónomos, nomos, Sistemas Sistemas MultiMulti--AgenteAgente, ,
CooperaCooperaçção, ão, RobRobóóticatica, Comunica, Comunicaçção, Fusão ão, Fusão Sensorial, RaciocSensorial, Raciocíínio em Temponio em Tempo--Real, Real, Aprendizagem, etc.Aprendizagem, etc.
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IntroduIntroduçção ao Futebol Robão ao Futebol RobóóticoticoObjectivos do Projecto RoboCupObjectivos do Projecto RoboCup
§§ Objectivo do Projecto: Objectivo do Projecto:
–– ““Que em 2050, uma equipa de Robôs consiga Que em 2050, uma equipa de Robôs consiga vencer a equipa humana campeã do mundo!vencer a equipa humana campeã do mundo!””
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IntroduIntroduçção ao Futebol Robão ao Futebol RobóóticoticoModalidades do RoboCupModalidades do RoboCup
§§ Modalidades do RoboSoccerModalidades do RoboSoccer–– SimulaSimulaçção ão -- SoccerServerSoccerServer–– Robots Robots SmallSmall--SizeSize–– Robots Robots MediumMedium--SizeSize–– Robots Robots LeggedLegged ((AiboAibo da da SonySony))–– Robots Robots HumanoidesHumanoides
§§ Desafios AssociadosDesafios Associados
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IntroduIntroduçção ao Futebol Robão ao Futebol RobóóticoticoDesafios AssociadosDesafios Associados
§§ Desafios AssociadosDesafios Associados–– Liga de TreinadoresLiga de Treinadores–– SimulaSimulaçção 3Dão 3D–– RoboCupRoboCup RescueRescue –– SimulaSimulaççãoão–– RoboCupRoboCup RescueRescue -- RobotsRobots–– RoboCup JRoboCup Júúniornior–– Desafios (Desafios (ChallengesChallenges) nas ) nas
VVáárias Ligasrias Ligas–– VisualizadoresVisualizadores 3D3D–– Comentadores InteligentesComentadores Inteligentes
§§ Conferência CientConferência Cientííficafica
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RoboCupRoboCupCampeonato do Mundo de Futebol RobCampeonato do Mundo de Futebol Robóóticotico
–– RoboCupRoboCup 1997 1997 –– NagoyaNagoya –– JapãoJapão–– RoboCupRoboCup 1998 1998 –– Paris Paris –– FranFranççaa–– RoboCupRoboCup 1999 1999 –– Estocolmo Estocolmo –– SuSuééciacia–– RoboCupRoboCup 2000 2000 –– MelbourneMelbourne –– AustrAustráália lia –– RoboCupRoboCup 2001 2001 –– Seattle Seattle –– EUA EUA –– RoboCupRoboCup 2002 2002 –– FukuokaFukuoka –– Japão Japão –– RoboCupRoboCup 2003 2003 –– PadovaPadova –– ItItáália lia –– RoboCupRoboCup 2004 2004 –– Lisboa Lisboa –– PortugalPortugal–– RoboCupRoboCup 2005 2005 –– OsakaOsaka –– JapãoJapão
–– RoboCupRoboCup 2006 2006 –– Bremen Bremen –– AlemanhaAlemanhaOutros Campeonatos Locais:Outros Campeonatos Locais:•• GermanGerman OpenOpen (Europeu), (Europeu), AustralianAustralian OpenOpen, , AmericanAmerican OpenOpen, ,
PortuguesePortuguese OpenOpen, , IranianIranian OpenOpen!!
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RoboCupRoboCupCampeonato do Mundo de Futebol RobCampeonato do Mundo de Futebol Robóóticotico
§§ Potências Mundiais:Potências Mundiais:–– JapãoJapão–– AlemanhaAlemanha–– EUAEUA–– AustrAustráálialia–– PortugalPortugal–– IrãoIrão–– ChinaChina–– HolandaHolanda
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RoboCup 2002 RoboCup 2002 –– Fukuoka DomeFukuoka Dome
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RoboCup 2002 RoboCup 2002 –– Fukuoka DomeFukuoka DomeCerca de 1500 Investigadores e 150000 espectadoresCerca de 1500 Investigadores e 150000 espectadores
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IntroduIntroduçção ão -- Futebol RobFutebol Robóótico tico A Liga de SimulaA Liga de Simulaççãoão
§§ Robôs Virtuais (agentes de software)Robôs Virtuais (agentes de software)§§ Campo virtual com 105*68mCampo virtual com 105*68m§§ Agentes controlados por Agentes controlados por
computadores ou processos distintoscomputadores ou processos distintos§§ SimuladorSimulador envia percepenvia percepçções e recebe ões e recebe
acacçções dos agentesões dos agentes§§ Equipas de 11 jogadores (+ treinador)Equipas de 11 jogadores (+ treinador)
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IntroduIntroduçção ão -- Futebol RobFutebol Robóótico tico A Liga de A Liga de SmallSmall--SizeSize
§§ Equipas de 5 RobôsEquipas de 5 Robôs com 15cmcom 15cm§§ Campo 4x5mCampo 4x5m§§ Robôs controlados por rRobôs controlados por ráádio por dio por
um computador centralum computador central§§ Visão fornecida por uma câmara Visão fornecida por uma câmara
no cimo do campono cimo do campo
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IntroduIntroduçção ão -- Futebol RobFutebol Robóótico tico A Liga de A Liga de SmallSmall--SizeSize
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IntroduIntroduçção ão -- Futebol RobFutebol Robóótico tico A Liga de A Liga de SmallSmall--SizeSize
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IntroduIntroduçção ão -- Futebol RobFutebol Robóótico tico A Liga de A Liga de MiddleMiddle--SizeSize
§§ Equipas de 4 RobôsEquipas de 4 Robôs com 80cmcom 80cm§§ Campo com 8x16mCampo com 8x16m§§ Robôs autRobôs autóónomosnomos (visão e (visão e
decisão locais)decisão locais)§§ LocalizaLocalizaçção e Navegaão e Navegaçção ão
muito complexasmuito complexas
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IntroduIntroduçção ão -- Futebol RobFutebol Robóótico tico A Liga de A Liga de MiddleMiddle--SizeSize
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IntroduIntroduçção ão -- Futebol RobFutebol Robóótico tico A Liga de A Liga de MiddleMiddle--SizeSize
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IntroduIntroduçção ão -- Futebol RobFutebol Robóótico tico A Liga A Liga SonySony LeggedLegged
§§ Equipas de 4 robôs Equipas de 4 robôs –– cães cães SonySony AIBOAIBO§§ Campo com 5*4m e Robôs com 30cmCampo com 5*4m e Robôs com 30cm§§ Robôs autRobôs autóónomosnomos (comunica(comunicaçção por ão por
ááudio e udio e wirelesswireless))§§ Visão, localizaVisão, localizaçção e locomoão e locomoçção muito ão muito
complexoscomplexos
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IntroduIntroduçção ão -- Futebol RobFutebol Robóótico tico A Liga A Liga SonySony LeggedLegged
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IntroduIntroduçção ão -- Futebol RobFutebol Robóótico tico A Liga A Liga SonySony LeggedLegged
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IntroduIntroduçção ão -- Futebol RobFutebol Robóótico tico A Liga A Liga SonySony LeggedLegged
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IntroduIntroduçção ão -- Futebol RobFutebol Robóótico tico A Liga de Robôs A Liga de Robôs HumanoidesHumanoides
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IntroduIntroduçção ão -- Futebol RobFutebol Robóótico tico A Liga de Robôs A Liga de Robôs HumanoidesHumanoides
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IntroduIntroduçção ão -- Futebol RobFutebol Robóótico tico RoboCup RescueRoboCup Rescue
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IntroduIntroduçção ão -- Futebol RobFutebol Robóótico tico RoboCup JRoboCup Júúniornior
§§ Futebol, DanFutebol, Dançça e Salvamentoa e Salvamento
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Futebol RobFutebol Robóótico em Portugaltico em PortugalAs 8 Equipas da FEUPAs 8 Equipas da FEUP
§§ Liga de SimulaLiga de Simulaçção ão –– FC PortugalFC Portugal–– LuLuíís Paulo Reis, Nuno Lau (Univ. Aveiro)s Paulo Reis, Nuno Lau (Univ. Aveiro)
§§ Robôs Pequenos Robôs Pequenos –– 5DPO5DPO–– Paulo Costa, AntPaulo Costa, Antóónio P. Moreira, Armando Sousa, Paulo Marquesnio P. Moreira, Armando Sousa, Paulo Marques
§§ Robôs MRobôs Méédios dios –– 5DPO5DPO–– AntAntóónio P. Moreira, Paulo Costa, Armando Sousa, Lunio P. Moreira, Paulo Costa, Armando Sousa, Luíís Paulo Reiss Paulo Reis
§§ Robôs com Pernas Robôs com Pernas –– FC FC PortusPortus–– LuLuíís Paulo Reis, Eugs Paulo Reis, Eugéénio Oliveira, Miguel Rentes, Joana Carneironio Oliveira, Miguel Rentes, Joana Carneiro
§§ VisualizaVisualizaçção 3D da Simulaão 3D da Simulaçção ão –– FC PortugalFC Portugal–– LuLuíís Paulo Reis, Ss Paulo Reis, Séérgio Louro, Eugrgio Louro, Eugéénio Oliveiranio Oliveira
§§ CompetiCompetiçção de Treinadores ão de Treinadores -- FC PortugalFC Portugal–– LuLuíís Paulo Reis, Nuno s Paulo Reis, Nuno LauLau ((UnivUniv . Aveiro). Aveiro)
§§ RoboCup Rescue RoboCup Rescue –– FC PortugalFC Portugal–– LuLuíís Paulo Reis, Nuno s Paulo Reis, Nuno LauLau, Francisco Reinaldo, João Certo, Nuno Cordeiro, Francisco Reinaldo, João Certo, Nuno Cordeiro
§§ Liga de SimulaLiga de Simulaçção 3D ão 3D –– FC PortugalFC Portugal–– LuLuíís Paulo Reis, Nuno s Paulo Reis, Nuno LauLau
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Futebol RobFutebol Robóótico em Portugaltico em PortugalEquipas no Resto do PaEquipas no Resto do Paííss
§§ Robôs MRobôs Méédios:dios:–– Minho Minho TeamTeam –– UnivUniv. Minho. Minho–– IsocRobIsocRob –– IST IST -- LisboaLisboa–– IsePortoIsePorto –– Instituto Instituto SupSup. . EngEng. Porto. Porto–– CambadaCambada –– UnivUniv. Aveiro. Aveiro
§§ SimulaSimulaçção:ão:–– IsocRobIsocRob –– IST IST –– Lisboa Lisboa (extinta?)(extinta?)–– VitVitóóriaRCriaRC –– FacFac. Ciências . Ciências UnivUniv. Porto . Porto (extinta?)(extinta?)–– AtlanticAtlantic TeamTeam –– FacFac. Ciências . Ciências UnivUniv. Lisboa . Lisboa (extinta?)(extinta?)–– FC Coimbra FC Coimbra –– UnivUniv. Coimbra . Coimbra (iniciando)(iniciando)
§§ RescueRescue–– 5Rings 5Rings –– Inst. Inst. SupSup. Eng. Lisboa . Eng. Lisboa (extinta?)(extinta?)
§§ Robôs PequenosRobôs Pequenos–– RAC RobRAC Robóótica Acadtica Acadéémica de Coimbra mica de Coimbra (iniciando)(iniciando)
§§ Robôs com PernasRobôs com Pernas–– IsocRobIsocRob -- IST IST –– Lisboa Lisboa (iniciando)(iniciando)
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CompetiCompetiçções Robões Robóóticas em Portugalticas em Portugal
§§ Festival Nacional de RobFestival Nacional de Robóótica (2001tica (2001--...)...)§§ MicroMicro--RatoRato / / CiberCiber--RatoRato (1995(1995--……))§§ RobôRobô--BombeiroBombeiro (2003(2003--……))
VVíídeos e Demosdeos e Demos
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Estrutura da ApresentaEstrutura da Apresentaççãoão
§§ Agentes, Sistemas Agentes, Sistemas MultiMulti--AgenteAgente e e CoordenaCoordenaççãoão§§ IntroduIntroduçção ao Futebol Robão ao Futebol Robóótico tico –– RoboCupRoboCup§§ A Liga de Robôs com Pernas e a A Liga de Robôs com Pernas e a
Plataforma RobPlataforma Robóótica AIBOtica AIBO§§ Equipa Equipa PortusPortus para a Liga de Robôs com para a Liga de Robôs com
PernasPernas§§ ConclusõesConclusões
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Plataforma RobPlataforma Robóótica AIBOtica AIBO––ERS110ERS110
§§ Microfone Microfone StStééreoreo§§ Sensores de Sensores de
InfravermelhosInfravermelhos§§ Processador MIPSProcessador MIPS§§ Câmara CCD a Cores Câmara CCD a Cores §§ Pernas com 3 graus Pernas com 3 graus
de liberdadede liberdade§§ Sensores de Sensores de
AceleraAceleraçção e Vibraão e Vibraççãoão
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Plataforma RobPlataforma Robóótica AIBO tica AIBO --ERS210AERS210A
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Plataforma RobPlataforma Robóótica AIBO tica AIBO --ERS210AERS210A§§ Processador MIPS (400Mhz)Processador MIPS (400Mhz)§§ Câmara VCâmara Víídeo (176x144)deo (176x144)§§ Microfone Microfone StStééreoreo§§ SpeakerSpeaker (8KHz)(8KHz)§§ Luzes (9 Luzes (9 LedsLeds))§§ Bateria de LBateria de Líítiotio§§ ComunicaComunicaçção ão WirelessWireless§§ Sensores:Sensores:
–– AceleraAceleraçção, Toque, Proximidade, Temperatura e ão, Toque, Proximidade, Temperatura e VibraVibraççãoão
§§ Actuadores com 20 Graus de Liberdade:Actuadores com 20 Graus de Liberdade:–– 11--Boca, 3Boca, 3--CabeCabeçça, 2a, 2--Cauda, 1*2Cauda, 1*2--Orelhas, 3*4Orelhas, 3*4--PernasPernas
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MovimentaMovimentaçção ão –– CabeCabeçça e Caudaa e Cauda
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MovimentaMovimentaçção ão -- PernasPernas
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Actuadores Actuadores –– LedsLeds e e SpeakerSpeaker§§ 6 6 LedsLeds na face (olhos):na face (olhos):
–– 4 Vermelhos4 Vermelhos–– 2 Verdes2 Verdes
§§ LedLed de Modode Modo§§ LedLed na cauda (2 cores)na cauda (2 cores)§§ SpeakerSpeaker
–– Qualidade Baixa Qualidade Baixa –– SamplingSampling FreqFreq: 8 KHz: 8 KHz–– 8 Bits linear PCM8 Bits linear PCM–– 1 Canal (1 Canal (monoauralmonoaural))
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Sensores Sensores –– CabeCabeççaa
§§ Sensor de toque (2 contactos)Sensor de toque (2 contactos)§§ Sensor de Distância (10 a 90 cm): Sensor de Distância (10 a 90 cm):
–– Bastante Preciso!Bastante Preciso!
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Sensores Sensores –– Toque e SomToque e Som
§§ Toque Toque –– CostasCostas§§ Toque Toque –– QueixoQueixo§§ Toque Toque –– Patas (x4)Patas (x4)§§ Microfone Microfone StStééreoreo
–– SamplingSampling FreqFreq: 16KHz: 16KHz–– 16 bits linear PCM16 bits linear PCM–– 2 canais (est2 canais (estééreo)reo)–– Omnidireccional ou Omnidireccional ou
DireccionalDireccional
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 4646
Sensores Sensores –– Câmara a CoresCâmara a Cores§§ Cores (YUV)Cores (YUV)§§ 176(H)x144(V) pixels176(H)x144(V) pixels§§ 25 FPS 25 FPS §§ 1/6 polegada1/6 polegada§§ Lente: Lente:
–– F 2.0, f=2.18mmmF 2.0, f=2.18mmm§§ Ângulo de Visão: Ângulo de Visão:
–– (H:57,6 x V: 47,8 graus)(H:57,6 x V: 47,8 graus)§§ Ajuste de Ajuste de ShutterShutter SpeedSpeed, ,
White Balance e GanhoWhite Balance e Ganho
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Sensores Sensores –– Interior do CorpoInterior do Corpo
§§ Sensor de AceleraSensor de Aceleraççãoão ((axax, , ayay e az): e az): --2.0G a +2.0G2.0G a +2.0G§§ Sensor de VibraSensor de Vibraççãoão§§ Sensor de TemperaturaSensor de Temperatura§§ RelRelóógio (e dispositivo de acerto do relgio (e dispositivo de acerto do relóógio)gio)§§ Slots:Slots:
–– PC PC CardCard (Placa (Placa WirelessWireless))–– MemoryMemoryStickStick (Mem(Memóória da ria da SonySony): S): Sóó memmemóórias rias
especiais para Programaespeciais para Programaçção em ão em OpenOpen--RR!!–– Bateria: Bateria de LBateria: Bateria de L íítio (7.4V / 2300mAh)tio (7.4V / 2300mAh)
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 4848
Mecânica Mecânica –– Arquitectura por BlocosArquitectura por Blocos
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 4949
Mecânica Mecânica –– Corpo do RobôCorpo do Robô
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 5050
Mecânica Mecânica –– Corpo do RobôCorpo do Robô
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 5151
Mecânica Mecânica –– Corpo do RobôCorpo do Robô
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 5252
Mecânica Mecânica -- PernasPernas
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 5353
Mecânica Mecânica –– Limites FLimites Fíísicossicos
§§ Cuidado para não Cuidado para não forforççar os motores das ar os motores das pernas e cabepernas e cabeçça!a!§§ OverloadOverload dos motores:dos motores:
–– ShutdownShutdown AutomAutomááticotico
§§ Analisar dependências Analisar dependências entre J1,J2 e J3 das entre J1,J2 e J3 das pernas da frente e trpernas da frente e trááss
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 5454
Mecânica Mecânica -- ActuadoresActuadores
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 5555
Plataforma RobPlataforma Robóótica AIBO tica AIBO –– ERS7ERS7
§§ Processador mais rProcessador mais ráápidopido§§ Plataforma mais robustaPlataforma mais robusta§§ Câmara VCâmara Víídeo (352x288)deo (352x288)§§ 3 Sensores de Proximidade3 Sensores de Proximidade§§ SpeakerSpeaker (16 KHz)(16 KHz)§§ Motores mais fortesMotores mais fortes§§ WirelessWireless IntegradoIntegrado§§ AIBO AIBO MindMind 22§§ CarregadorCarregador
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 5656
Exemplos e AplicaExemplos e Aplicaççõesões§§ Obediência a Comandos Obediência a Comandos (Demo!)(Demo!)
–– Capacidades de AudiCapacidades de Audiçção e Reconhecimento de Vozão e Reconhecimento de Voz§§ DanDançças Diversas as Diversas (Demo!)(Demo!)
–– Capacidades de AcCapacidades de Acççãoão§§ LocalizaLocalizaçção de Bola e outros Objectos ão de Bola e outros Objectos (Demo!)(Demo!)
–– Capacidades de VisãoCapacidades de Visão§§ DiDiáálogo com Humanoslogo com Humanos
–– ComunicaComunicaçção (Audião (Audiçção e Emissão de Sons)ão e Emissão de Sons)§§ Personalidade e EmoPersonalidade e Emoçções ões (Demo!)(Demo!)
–– AIBO ERS7 AIBO ERS7 comocomo mascotemascote
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DEMODEMO
Obediência a Comandos Obediência a Comandos de Vozde Voz
DEMODEMO
DanDançças Simplesas Simples
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 5959
Exemplos e AplicaExemplos e Aplicaççõesões
§§ Controlo Controlo àà DistânciaDistância–– ComunicaComunicaçção ão WirelessWireless–– Controlo da PercepControlo da Percepççãoão
§§ Futebol RobFutebol Robóótico tico (Demo!)(Demo!)–– LocalizaLocalizaçção utilizando Marcadoresão utilizando Marcadores–– Reconhecimento de ObjectosReconhecimento de Objectos–– MovimentaMovimentaççãoão–– MovimentaMovimentaçção de uma Bola ão de uma Bola –– CooperaCooperaçção com outros Robôsão com outros Robôs
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 6060
AIBOWareAIBOWare (Programas da (Programas da SonySony) ) vsvsOutras aplicaOutras aplicaççõesões
§§ AIBOWareAIBOWare: : –– SSóó funciona em funciona em
MemoryMemoryStickStickprpróópriosprios
§§ Programas:Programas:–– AiboLifeAiboLife–– HelloHello AIBOAIBO–– PartyParty MascotMascot–– SpringSpring–– AiboAibo Mind 2Mind 2
§§ AplicaAplicaçções Diversas:ões Diversas:–– Disco AIBODisco AIBO–– ObeyObey CatCat–– BenderBender AIBOAIBO–– AIBO and AIBO and CostelloCostello–– ScoobyScooby AIBOAIBO–– CartmanCartman AIBOAIBO–– BrainBoBrainBo
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 6161
ProgramaProgramaçção em ão em RCodeRCode
§§ LinguagemLinguagem simples simples para para programadoresprogramadoresamadoresamadores§§ ExemplosExemplos de de
VariVariááveisveis do do SistemaSistema–– BrilhoBrilho do do ambienteambiente–– DetecDetecçção de Bola (e ão de Bola (e
sua direcsua direcçção)ão)–– DetecDetecçção de Comando ão de Comando
de vozde voz
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 6262
OPENOPEN--R SDK R SDK -- IntroduIntroduççãoão§§ OPENOPEN--R: R:
–– Interface standard para robôs de entretenimento da Interface standard para robôs de entretenimento da SonySony
§§ OPENOPEN--R SDK R SDK (OPEN(OPEN--R Software R Software DevelopmentDevelopment Kit)Kit)–– Ambiente de desenvolvimento baseado no Ambiente de desenvolvimento baseado no gccgcc (C++)(C++)–– Ferramentas de acesso livreFerramentas de acesso livre–– Arquitectura modular de Hardware e SoftwareArquitectura modular de Hardware e Software–– Suporte para comunicaSuporte para comunicaçção ão WirelessWireless
§§ Sistema Operativo (tempoSistema Operativo (tempo--real): real): AperiosAperios§§ MemoryMemory SticksSticks (gravador ou via (gravador ou via wirelesswireless))§§ OPENOPEN--R R ObjectsObjects::
–– ExecutExecutááveis com a extensão .BINveis com a extensão .BIN–– Comunicam com outros objectos por mensagensComunicam com outros objectos por mensagens
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 6363
Envio e RecepEnvio e Recepçção de Dadosão de Dados
§§ ComunicaComunicaçção entre objectos estabelecida pelo ão entre objectos estabelecida pelo ““subjectsubject e pelo e pelo observerobserver (inclu(incluíídos no dos no ““objectobject””))
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 6464
Envio e RecepEnvio e Recepçção de Dadosão de Dados
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 6565
ComunicaComunicaçção entre Objectosão entre Objectos
§§ Linha Dedicada unidireccional entre os Objectos!Linha Dedicada unidireccional entre os Objectos!
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 6666
ComunicaComunicaçção entre Objectosão entre Objectos§§ Um objecto pode estar conectado a mUm objecto pode estar conectado a múúltiplos objectos (1 ltiplos objectos (1
linha dedicada para cada ligalinha dedicada para cada ligaçção unidireccional!)ão unidireccional!)
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 6767
ComunicaComunicaçção entre Objectosão entre Objectos
§§ ÉÉ necessnecessáário criar uma lista com todos os rio criar uma lista com todos os objectos: objectos: object.cfgobject.cfg
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 6868
Objectos do SistemaObjectos do Sistema
§§ OVirtualRobotComm.SensorOVirtualRobotComm.Sensor–– InputsInputs dos Sensores: dos Sensores: OSensorFrameVectorDataOSensorFrameVectorData–– CameraCamera: : OFbkImageVectorDataOFbkImageVectorData–– Som:Som: OSoundVectorDataOSoundVectorData
§§ OVirtualRobotComm.EffectorOVirtualRobotComm.Effector–– Output para actuadores: Output para actuadores: OCommandVectorDataOCommandVectorData–– Output para o Output para o SpeakerSpeaker: : OSoundVectorDataOSoundVectorData
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 6969
Objectos do Sistema Objectos do Sistema -- ExemploExemplo
§§ Exemplo: Piscar um olho do AIBOExemplo: Piscar um olho do AIBO
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 7070
Visão do AIBO Visão do AIBO Retirar Dados da CâmaraRetirar Dados da Câmara
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 7171
Visão do AIBOVisão do AIBOTipos de ImagemTipos de Imagem
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 7272
Visão do AIBOVisão do AIBOTabela de DetecTabela de Detecçção de Coresão de Cores
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 7373
ComparaComparaçção ão RCodeRCode / OPEN/ OPEN--RR
§§ Software da Software da SonySony: : AIBOLifeAIBOLife–– EmoEmoçções, instintos, aprendizagem, ões, instintos, aprendizagem,
crescimento, reconhecimento de voz e crescimento, reconhecimento de voz e objectos, etc.objectos, etc.
§§ Programas simples: RProgramas simples: R--CODECODE–– Obediência a comandos de Voz Obediência a comandos de Voz –– DanDançças diversasas diversas–– InteracInteracçção simples com Bolaão simples com Bola
§§ AplicaAplicaçções mais ões mais ““a sa séériorio””: OPEN: OPEN--R SDKR SDK–– Necessidade de programar tudoNecessidade de programar tudo
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 7474
A Liga A Liga SonySony LeggedLeggedRegras do JogoRegras do Jogo
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 7575
A Liga A Liga SonySony LeggedLeggedRegras do JogoRegras do Jogo
§§ Campo de 4.40*2.90mCampo de 4.40*2.90m§§ Equipas de 4 Robôs Equipas de 4 Robôs §§ ComunicaComunicaçção ão WirelessWireless entre entre
robôs (mas não com o exterior)robôs (mas não com o exterior)§§ ÁÁudio sem restriudio sem restriççõesões§§ Bola LaranjaBola Laranja§§ 6 Marcadores (4 Marcadores 6 Marcadores (4 Marcadores
em 2004)em 2004)§§ 2 Balizas coloridas2 Balizas coloridas
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 7676
A Liga A Liga SonySony LeggedLeggedRegras do JogoRegras do Jogo
§§ Duas partes de 10 minutosDuas partes de 10 minutos§§ MudanMudançça de campo e uniformea de campo e uniforme§§ Controlador de jogo Controlador de jogo WirelessWireless§§ SSóó o G.Redes na o G.Redes na áárearea§§ Diversas Faltas (exclusões 30s ou 1min)Diversas Faltas (exclusões 30s ou 1min)
–– ObstruObstruççõesões–– CargaCarga GuardaGuarda--RedesRedes–– InvasãoInvasão dada áárearea–– Etc.Etc.
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 7777
A Liga A Liga SonySony LeggedLeggedVideosVideos
§§ VVíídeosdeos
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 7878
A Liga A Liga SonySony LeggedLeggedVideosVideos
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 7979
Estrutura da ApresentaEstrutura da Apresentaççãoão
§§ Agentes, Sistemas Agentes, Sistemas MultiMulti--AgenteAgente e e CoordenaCoordenaççãoão§§ IntroduIntroduçção ao Futebol Robão ao Futebol Robóótico tico –– RoboCupRoboCup§§ A Liga de Robôs com Pernas e a A Liga de Robôs com Pernas e a
Plataforma RobPlataforma Robóótica AIBO ERS210Atica AIBO ERS210A§§ Equipa FC Equipa FC PortusPortus -- Liga de Robôs com Liga de Robôs com
PernasPernas§§ ConclusõesConclusões
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 8080
ConstruConstruçção de uma Equipaão de uma Equipa§§ Muito CMuito Cóódigo Fonte Dispondigo Fonte Disponíível (plataforma vel (plataforma éé standard logo standard logo
ffáácil reutilizar ccil reutilizar cóódigo)digo)–– GermanGerman TeamTeam–– rUNSWiftrUNSWift–– CMUPackCMUPack–– UTS UTS UnleashedUnleashed–– NubotsNubots–– AsuraAsura–– AraiboAraibo–– BabyBaby TigersTigers–– ……
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 8181
ConstruConstruçção de uma Equipaão de uma Equipa§§ SeparaSeparaçção entre Acão entre Acçção e Percepão e Percepçção:ão:
–– AcAcçção: ão: §§ Movimento (Pernas e CabeMovimento (Pernas e Cabeçça)a)§§ Indicadores (Indicadores (ledsleds, orelhas, cauda e boca) para , orelhas, cauda e boca) para debugdebug§§ MonetMonet –– SonySony MOtionMOtion NETworkNETwork MiddlewareMiddleware§§ Altifalante Altifalante –– ComunicaComunicaçção entre robôs e sons de ão entre robôs e sons de debugdebug
–– PercepPercepçção: ão: §§ Sensores (juntas, toque, temperatura, acelerSensores (juntas, toque, temperatura, aceleróómetros, etc.)metros, etc.)§§ Câmara: Imagem YUV da câmara (25fps)Câmara: Imagem YUV da câmara (25fps)§§ Resultado do Resultado do MonetMonet: : SonySony MOtionMOtion NETworkNETwork middlewaremiddleware))§§ Sensor G: Sensor G: SonySony middlewaremiddleware (interpreta o aceler(interpreta o aceleróómetro)metro)§§ Microfones: Emissão de somMicrofones: Emissão de som
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 8282
PercepPercepçção ão -- VisãoVisão
§§ ResoluResoluçções de Imagem:ões de Imagem:–– LowLow–– MediumMedium–– HighHigh–– Color Color DetectionDetection
§§ CPU mais rCPU mais ráápido: pido: –– imagens em imagens em highhigh--resolutionresolution (176*144 (176*144 -- 24 bits) a 25fps24 bits) a 25fps
§§ Detectar a bola do outro lado do campoDetectar a bola do outro lado do campo
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 8383
PercepPercepçção ão -- VisãoVisão§§ Processamento de Imagem:Processamento de Imagem:
–– CalibraCalibraçção das Cores (automão das Cores (automáática? tica? dinâmica?)dinâmica?)§§ Tabela associando valor YUV (ou Tabela associando valor YUV (ou
RGB) a cada cor a detectarRGB) a cada cor a detectar–– Filtragem de RuFiltragem de Ruíídodo–– SegmentaSegmentaçção de Corão de Cor§§ LookupLookup na tabela para cada na tabela para cada pixelpixel da da
imagemimagem–– DeterminaDeterminaçção de ão de BlobsBlobs de Cores de Cores
relevantesrelevantes§§ OperaOperaçção computacionalmente mais ão computacionalmente mais
pesadapesada
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 8484
SegmentaSegmentaçção de Corão de Cor
§§ Exemplos de Exemplos de SegmentaSegmentaçção de Corão de Cor
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 8585
PercepPercepçção ão -- VisãoVisão
§§ AnAnáálise de Imagem:lise de Imagem:–– DistânciaDistância§§ CentroideCentroide do objectodo objecto§§ Largura do objectoLargura do objecto§§ Altura do objectoAltura do objecto§§ Dimensão do objecto (nDimensão do objecto (núúmero de pixels)mero de pixels)§§ Distâncias entre Distâncias entre centroidescentroides dos objectos (marcadores)dos objectos (marcadores)
–– DirecDirecçção: Mais simples do que a distânciaão: Mais simples do que a distância
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 8686
PercepPercepçção ão -- VisãoVisão
§§ AnAnáálise de Imagem:lise de Imagem:–– Necessidade de realizar uma Necessidade de realizar uma
transformatransformaçção 3D da imagem ão 3D da imagem para o mundo:para o mundo:
–– (xr,yr,zr,1)= M4xM3xM2xM1x(xc,yc,zc,1)(xr,yr,zr,1)= M4xM3xM2xM1x(xc,yc,zc,1)
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 8787
PercepPercepçção ão -- VisãoVisão
§§ FormaFormaçção de ão de BlobsBlobs::–– Algoritmo crAlgoritmo críítico e pesadotico e pesado–– Ideia (CMU): Duas Ideia (CMU): Duas
passagens pela imagempassagens pela imagem§§ Primeira: Determinar Primeira: Determinar runrun--
lengthlength para cada linha para cada linha horizontalhorizontal§§ Segunda: Fundir segmentos Segunda: Fundir segmentos
que estão sobrepostosque estão sobrepostos
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 8888
FormaFormaçção de ão de BlobsBlobs
§§ FormaFormaçção de ão de BlobsBlobs ((GermanGerman TeamTeam):):–– Imagem OriginalImagem Original–– Imagem SegmentadaImagem Segmentada–– BlobsBlobs resultantesresultantes
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 8989
PercepPercepçção ão -- VisãoVisão
§§ Objectos Ocultos:Objectos Ocultos:–– Estender objectos para terem a forma Estender objectos para terem a forma
correcta correcta –– Distância Distância àà bola a curta distânciabola a curta distância–– Bola sBola sóó éé parcialmente visparcialmente visíívelvel
§§ Distância a marcadores que estão longeDistância a marcadores que estão longe–– Medida pouco precisaMedida pouco precisa–– Usar sUsar sóó a sua orientaa sua orientaççãoão
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 9090
PercepPercepçção ão -- VisãoVisão
§§ Reconhecimento de RobôsReconhecimento de Robôs–– UtilizaUtilizaçção de visão ão de visão –– UtilizaUtilizaçção do sensores de infraão do sensores de infra--vermelhovermelho–– Fusão sensorialFusão sensorial–– Ajuste da distância baseada na orientaAjuste da distância baseada na orientaççãoão§§ Mais Mais ppííxelsxels se o robô for visto horizontalmentese o robô for visto horizontalmente
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 9191
PercepPercepçção ão -- VisãoVisão
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 9292
PercepPercepçção ão -- VisãoVisão
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DEMODEMO
Visão: Seguimento de Visão: Seguimento de ObjectosObjectos
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 9494
LocalizaLocalizaçção ão –– Estado do MundoEstado do Mundo
§§ Estado do Mundo:Estado do Mundo:–– PosiPosiçção da Bola (ão da Bola (Bx,ByBx,By) , ) , BConfBConf–– Velocidade da Bola (Velocidade da Bola (Bvx,BvyBvx,Bvy), ), BvConfBvConf–– PosiPosiçção dos Robôs (ão dos Robôs (RRnnxx, , RRnnyy), ), PConfPConfnn (n=1 a 8)(n=1 a 8)
–– OrientaOrientaçção dos Robôs (ão dos Robôs (TetaTetann) ) –– EstatEstatíísticas do Jogosticas do Jogo§§ Tempo do JogoTempo do Jogo§§ Resultado do JogoResultado do Jogo§§ Posse e LocalizaPosse e Localizaçção da Bolaão da Bola
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 9595
LocalizaLocalizaçção ão –– Estado do MundoEstado do Mundo
§§ LocalizaLocalizaçção: ão: –– Activa Activa vsvs PassivaPassiva–– Utilizando um ou dois pontos de referênciaUtilizando um ou dois pontos de referência–– Balizas, cantos das balizasBalizas, cantos das balizas–– LocalizaLocalizaçção da Bola (comunicaão da Bola (comunicaçção)ão)
§§ ActualizaActualizaçção do Estado do Mundo:ão do Estado do Mundo:–– InformaInformaçção da Visãoão da Visão–– ComunicaComunicaçção dos Colegasão dos Colegas–– PrediPrediçção do Efeito das Acão do Efeito das Acçções:ões:§§ Movimento e chutoMovimento e chuto
–– PrediPrediçção das Acão das Acçções dos outros: ões dos outros: §§ Colegas e oponentesColegas e oponentes
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 9696
ComunicaComunicaçção ão –– ActualizaActualizaçção do ão do Estado do MundoEstado do Mundo
§§ ComunicaComunicaçção:ão:–– Robôs comunicam o seu estado do mundoRobôs comunicam o seu estado do mundo–– Outros robôs fundem esta informaOutros robôs fundem esta informaçção com a ão com a
informainformaçção proveniente dos seus sentidos e do ão proveniente dos seus sentidos e do seu estado do mundoseu estado do mundo
§§ ComunicaComunicaçção tambão tambéém:m:–– CoordenaCoordenaçção: Comunicaão: Comunicaçção de eventos ão de eventos úúteisteis
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 9797
LocomoLocomoççãoão
§§ LocomoLocomoçção apoiada ão apoiada nos cotovelos:nos cotovelos:–– Mais rMais ráápidapida–– Mais estMais estáávelvel–– Mais simples driblar Mais simples driblar
com a bolacom a bola–– Mais fMais fáácil ver os cil ver os
marcadores para marcadores para realizar a localizarealizar a localizaççãoão
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 9898
SkillsSkills –– LowLow LevelLevel SkillsSkills§§ SonySony WalkingWalking EngineEngine não não éé
suficiente!suficiente!§§ Caminhar apoiado nos cotovelos:Caminhar apoiado nos cotovelos:
–– WalkWalk, , turnturn, , etcetc..
§§ KickingKicking–– Kick bump, Kick bump, TurnTurn KickKick, , Head kick, Head kick,
PushPush
§§ Diving Kicks (Diving Kicks (nãonão muitomuito sudsudááveisveisparapara o AIBO!)o AIBO!)–– Kick miniKick mini--dive, Dive, etc.dive, Dive, etc.
§§ HoldHold BallBall
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DEMODEMO
Futebol RobFutebol Robóótico Simplestico Simples
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 100100
SkillsSkills –– LowLow LevelLevel SkillsSkills
§§ UtilizaUtilizaçção de aprendizagemão de aprendizagem–– Câmaras no tectoCâmaras no tecto–– Marcadores nos robôsMarcadores nos robôs–– DetecDetecçção de Robôs e Bolaão de Robôs e Bola§§ PosiPosiçção, orientaão, orientaçção e velocidadeão e velocidade
–– ComunicaComunicaçção ão wirelesswireless–– Aprendizagem por reforAprendizagem por reforççoo
51
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 101101
FormalizaFormalizaçção da Estratão da Estratéégia da Equipagia da Equipa
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 102102
FormalizaFormalizaçção da Estratão da Estratéégia da Equipagia da Equipa
§§ TTáácticas e Formacticas e Formaççõesões§§ Comportamentos (PapComportamentos (Papééis)is)§§ Sistema de Posicionamento EstratSistema de Posicionamento Estratéégicogico§§ Trocas Dinâmicas de PosiTrocas Dinâmicas de Posiçções e Papões e Papééisis§§ ComunicaComunicaçção Avanão Avanççadaada§§ PercepPercepçção Inteligentesão Inteligentes§§ ModelizaModelizaççãoão MMúútuatua
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 103103
SimulaSimulaçção da ão da LeggedLegged LeagueLeague
§§ SimGTSimGT–– Ferramenta de SimulaFerramenta de Simulaçção ão
do do GermanGerman TeamTeam
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 104104
Resultados Resultados RoboCupRoboCup 20032003PrimeiraPrimeira FaseFase§§ FC FC PoPortusrtus 55--2 Team 2 Team SwedenSweden ((SuSuééciacia))§§ FC FC PoPortusrtus 88--0 Univ. 0 Univ. ChileChile (Chile(Chile))§§ FC FC PoPortusrtus 55--0 0 CerberusCerberus (Turquia(Turquia))§§ FC FC PoPortusrtus 00--10 10 NuBotsNuBots (Austr(Austráálialia))§§ FC FC PoPortusrtus 22--2 2 BabyBaby TigersTigers (Japão(Japão))Total: 20Total: 20--1414QuartosQuartos--FinalFinal§§ FC FC PoPortusrtus 00--12 12 rUNSWiftrUNSWift (Austr(Austráálialia))ClassificaClassificaççãoão Final: 5Final: 5ºº LugarLugar
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 105105
Resultados Resultados RoboCupRoboCup 20042004PrimeiraPrimeira FaseFase§§ FC FC PoPortusrtus 11--3 3 CMPackCMPack (EUA)(EUA)§§ FC FC PoPortusrtus 88--0 Univ. Chile (0 Univ. Chile (ChileChile))§§ FC FC PoPortusrtus 22--4 UTS 4 UTS UnleashedUnleashed ((AustrAustráálialia))§§ FC FC PoPortusrtus 77--1 1 MiPalMiPal ((AustrAustráálialia))§§ FC FC PoPortusrtus 77--0 0 TecRamsTecRams MexicoMexico (M(Mééxico)xico)§§ FC FC PoPortusrtus 33--2 2 DutchDutch Team (Holanda)Team (Holanda)Total: 20Total: 20--1010ClassificaClassificaççãoão Final: 9Final: 9ºº LugarLugar
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 106106
Futebol RobFutebol Robóótico em Portugaltico em PortugalPrPréémios e Distinmios e Distinçções ões -- FEUPFEUP
§§ FC Portugal FC Portugal –– SimulaSimulaçção (FEUP/UA)ão (FEUP/UA)–– Campeão do Mundo 2000 (Melbourne)Campeão do Mundo 2000 (Melbourne)–– Campeão da Europa 2000 (Amsterdão)Campeão da Europa 2000 (Amsterdão)–– Vencedor Vencedor GermanGerman OpenOpen 2001 (2001 (PaderbornPaderborn))–– 33ºº no Campeonato do Mundo 2001 (Seattle)no Campeonato do Mundo 2001 (Seattle)–– Vencedor CompetiVencedor Competiçção de Treinadores 2002 (ão de Treinadores 2002 (FukuokaFukuoka))–– 22ºº Treinadores 2003 (Treinadores 2003 (PadovaPadova), 2004 (Lisboa)), 2004 (Lisboa)
§§ 5DPO 5DPO –– Robôs PequenosRobôs Pequenos–– 33ºº no Campeonato do Mundo em 1998 (Paris)no Campeonato do Mundo em 1998 (Paris)–– Vencedor do Vencedor do GermanGerman OpenOpen 2001 (2001 (PaderbornPaderborn))–– 22ºº no no GermanGerman OpenOpen 2002, 2003 e 20042002, 2003 e 2004
§§ 5DPO 5DPO –– Robôs MRobôs Méédiosdios–– 33ºº no no GermanGerman OpenOpen 2001 e 20032001 e 2003
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Futebol RobFutebol Robóótico em Portugaltico em PortugalPrPréémios e Distinmios e Distinçções ões –– Resto do PaResto do Paííss
§§ Minho Minho TeamTeam -- Robôs MRobôs Méédios: 3dios: 3ºº em 2004, 2em 2004, 2 ºº em 2005 no em 2005 no GermanGerman OpenOpen
§§ IsocRobIsocRob: : EngineeringEngineering AwardAward em 2000 (em 2000 (MelbourneMelbourne), 3), 3ºº no no Europeu 2001 (Europeu 2001 (AmsterdamAmsterdam))
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 108108
Resultados Globais Resultados Globais -- FEUPFEUP§§ PrPréémios em quase todas as competimios em quase todas as competiçções!ões!
2nd PlaceCoachFC PortugalLisbonRoboCup 20042nd PlaceSmall-Size5DPOPaderbornGerman Open 20042nd PlaceCoachFC PortugalPadovaRoboCup 20033rd PlaceMiddle-Size5DPOPaderbornGerman Open 20032nd PlaceSmall-Size5DPOPaderbornGerman Open 2003
ChampionsCoachFC PortugalFukuokaRoboCup 20022nd PlaceSmall-Size5DPOPaderbornGerman Open 20023rd PlaceSimulationFC PortugalSeattleRoboCup 20013rd PlaceMiddle-Size5DPOPaderbornGerman Open 2001
ChampionsSimulationFC PortugalPaderbornGerman Open 2001ChampionsSmall-Size5DPOPaderbornGerman Open 2001ChampionsSimulationFC PortugalMelbourneRoboCup 2000ChampionsSimulationFC PortugalAmsterdamEuroRoboCup 20003rd PlaceSmall-Size5DPOParisRoboCup 1998AwardLeagueTeamLocationCompetition
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 109109
Outras AplicaOutras Aplicaçções dos AIBOSões dos AIBOS
§§ AIBO AIBO –– Robô VigilanteRobô Vigilante§§ Jogo do Cão (e outros jogos de tabuleiro)Jogo do Cão (e outros jogos de tabuleiro)§§ Carregamento AutomCarregamento Automááticotico§§ Reconhecimento facial e de objectosReconhecimento facial e de objectos§§ Reconhecimento de somReconhecimento de som§§ Personalidades AIBOPersonalidades AIBO§§ AIBO EmocionalAIBO Emocional
DEMODEMO
AIBOMIND2 AIBOMIND2 –– AIBO ERS 7 AIBO ERS 7 MascoteMascote
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 111111
Estrutura da ApresentaEstrutura da Apresentaççãoão
§§ Agentes, Sistemas Agentes, Sistemas MultiMulti--AgenteAgente e e CoordenaCoordenaççãoão§§ IntroduIntroduçção ao Futebol Robão ao Futebol Robóótico tico –– RoboCupRoboCup§§ A Liga de Robôs com Pernas e a A Liga de Robôs com Pernas e a
Plataforma RobPlataforma Robóótica AIBO ERS210Atica AIBO ERS210A§§ Equipa FC Equipa FC PortusPortus para a Liga de Robôs para a Liga de Robôs
com Pernascom Pernas§§ ConclusõesConclusões
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 112112
ConclusõesConclusões
§§ Liga de Robôs com pernas:Liga de Robôs com pernas:–– Visão em robôs com pernas Visão em robôs com pernas éé extremamente complexaextremamente complexa–– LocalizaLocalizaçção difão difíícil: cil: §§ Mas mais simples do que em robôs mMas mais simples do que em robôs méédiosdios
–– LocomoLocomoçção e navegaão e navegaçção muito complexos:ão muito complexos:§§ Muitas possibilidades: Criatividade e imaginaMuitas possibilidades: Criatividade e imaginaçção!ão!
–– ComunicaComunicaçção ão WirelessWireless abre muitas possibilidadesabre muitas possibilidades–– EstratEstratéégia: Tgia: Táácticas, formacticas, formaçções, etc. inexplorados!ões, etc. inexplorados!–– Vasto conjunto de desafiosVasto conjunto de desafios
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 113113
Conclusões Conclusões -- RoboCupRoboCup
§§ Veio estimular investigaVeio estimular investigaçção realizada em:ão realizada em:–– Inteligência Artificial DistribuInteligência Artificial Distribuíídada–– RobRobóótica Inteligentetica Inteligente
§§ Chamar a atenChamar a atençção para a investigaão para a investigaçção:ão:–– ComunicaComunicaçção socialão social–– PPúúblico em geralblico em geral
§§ Ligas colocam problemas de investigaLigas colocam problemas de investigaçção ão distintos mas interrelacionadosdistintos mas interrelacionados
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 114114
ConclusõesConclusõesAplicaAplicaçções da Investigaões da Investigaçção do RoboCupão do RoboCup
§§ CompetiCompetiçções Desportivas Reais/Virtuaisões Desportivas Reais/Virtuais§§ RoboCup RescueRoboCup Rescue§§ CenCenáários de Guerrarios de Guerra§§ Limpeza de Minas e ExploraLimpeza de Minas e Exploraçção de Terrenoão de Terreno§§ Controlo de Robôs HospitalaresControlo de Robôs Hospitalares§§ CoordenaCoordenaçção de Transportes Pão de Transportes Púúblicosblicos§§ Controlo de SatControlo de Satéélites e de Armas Nucleareslites e de Armas Nucleares§§ Limpeza de Radioactividade e de Lixo TLimpeza de Radioactividade e de Lixo Tóóxicoxico§§ ImplementaImplementaçção deão de Oponentes AI Oponentes AI parapara Jogos de SimulaJogos de Simulaççãoão
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 115115
InformaInformaçção Adicionalão Adicional
§§ RoboCupRoboCup::–– RoboCup RoboCup FederationFederation -- http://http://www.robocup.orgwww.robocup.org–– RoboCup2002 Fukuoka RoboCup2002 Fukuoka -- http://www.robocup2002.orghttp://www.robocup2002.org–– RoboCup2003 RoboCup2003 PadovaPadova -- http://www.robocup2003.orghttp://www.robocup2003.org–– RoboCup2004 LisboaRoboCup2004 Lisboa -- http://www.robocup2004.pthttp://www.robocup2004.pt–– RoboCup2005 RoboCup2005 OsakaOsaka -- http://www.robocup2005.orghttp://www.robocup2005.org
§§ FEUP FEUP ResearchResearch::–– LuisLuis Paulo ReisPaulo Reis -- http://http://www.fe.up.ptwww.fe.up.pt//~lpreis~lpreis–– FC Portugal FC Portugal -- http://www.ieeta.pt/robocuphttp://www.ieeta.pt/robocup–– FC Portugal FC Portugal LeggedLegged -- http://http://www.fe.up.ptwww.fe.up.pt//fcportugalfcportugal–– FC Portugal FC Portugal RescueRescue -- http://www.fe.up.pt/~lpreis/fcportugal/rescuehttp://www.fe.up.pt/~lpreis/fcportugal/rescue–– 5DPO (5DPO (MiddleMiddle e e SmallSmall) ) -- http://www.fe.up.pt/~robosochttp://www.fe.up.pt/~robosoc
§§ ContactosContactos–– LuLuíís Paulo Reiss Paulo Reis -- emailemail: : [email protected]@fe.up.pt
LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 116116
ConclusõesConclusõesO RoboCup no FuturoO RoboCup no Futuro
§§ No Futuro?No Futuro?–– SerSeráá posspossíível construir uma equipa de Robôs que em vel construir uma equipa de Robôs que em
2050 seja capaz de vencer a equipa campeã mundial 2050 seja capaz de vencer a equipa campeã mundial de futebol?de futebol?
§§ Dificuldades Principais?Dificuldades Principais?–– Sensores RobSensores Robóóticos?ticos?–– Actuadores RobActuadores Robóóticos?ticos?–– CCéérebro Artificial?rebro Artificial?–– Comportamento Social?Comportamento Social?
§§ RoboCup RoboCup nãonão éé ssóó CompetiCompetiççãoão!!–– UniversidadesUniversidades e e EmpresasEmpresas–– InvestigaInvestigaççãoão aplicadaaplicada emem outrasoutras ááreasreas
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LIACCLIACC--FEUPFEUP LuLuíís Paulo Reis s Paulo Reis -- Alantejo, Outubro de 2005Alantejo, Outubro de 2005 Slide NSlide Nºº 117117
ConclusõesConclusõesRobRobóótica no Futurotica no Futuro
§§ SerSeráá mesmo possmesmo possíível construir robôs humanvel construir robôs humanóóides?ides?§§ Quando?Quando?