czech english

Space Robotics Challenge

NASA challenge, Phase 2

NASA vyhlásila pokračování soutěže Space Robotics Challenge, která probíhá v simulovaném prostředí Gazebo/ROS. Cílem SRC2 je realizovat plně autonomně dlouhodobou ISRU (in-situ resource utilization) misi na Měsíci. Cílem skupinky robotů je lokalizovat důležité minerály, sbírat je a neztratit se v neznámém prostředí. Update: 6/4/2020 — Zatáčení

Soutěžící mají za úkol vyvinout software, který si poradí s úlohami v simulovaném prostředí na měsíčním povrchu. Dostanou k dispozici Gazebo simulátor pro vývoj a testování a ROS API pro komunikaci mezi roboty ve virtualním robotickém týmu.
Pro úspěšné bodování v kvalifikačním kole je třeba splnit všechny 3 úlohy na vlastním domácím počítači. Průběžné výsledky bude možné po celou dobu kvalifikace nahrávat na dedikovanou webovou stránku.

Seznam hledaných zdrojů

  1. Water Ice (H2O)
  2. Hydrogen (H2)
  3. Carbon Dioxide (CO2)
  4. Carbon Monoxide (CO)
  5. Ammonia (NH3)
  6. Hydrogen Sulfite (H2S)
  7. Ethene/Ethylene (C2H4)
  8. Methane (CH4)

Úloha 1 - lokalizace zdrojů (Task 1: Resource localization)

První úloha je vyhledat zdroje v daném prostoru měsíčního povrchu. Objekty se mohou nacházet jak na povrchu, tak pod povrchem. Úkolem je určit polohu co nejvíce objektů s přesností +/- 2 metry vůči startovní pozici robota.
K dispozici budou senzory pro vnímaní, detekci a identifikaci zdrojů. Časově bude tato úloha omezena na 45 simulovaných minut.

Úloha 2 - sběr vzorků (Task 2: Resource collection)

V této úloze půjde o sběr již lokalizovaných objektů.

Úloha 3 - určení vlastní polohy (Task 3: Self-localization)

V poslední úloze má robot za úkol se lokalizovat vůči známé pozici zadaných objektů. 5 bodů bude za určení relativní pozice objektů, 5 za návrat na základnu a 3 za správnou orientaci robota.

Ve středu 16. října 2019 NASA pořádá SRC2 Webinář


17. října 2019 — NASA Webinář

Včerejší „webinář” moc nepřekvapil — v zásadě šlo o zopakování seznamu organizátorů a sponzorů, rychlý přehled pravidel a zdůraznění, že Číňané se za žádných okolností (stejně tak ještě některé další národnosti) nesmí zúčastnit. Asi tuší, že by vyhráli.
Asi jedině překvapení bylo, že každý člen týmu musí být pojištěn na $100000 na období soutěže, resp. kvalifikačního kola. Na dotazy, co budou mít roboti za senzory a pod odpovídali: „to se dozvíte až v lednu až se přihlásíte a pošleme vám balík se simulátorem.”
Udělal jsem alespoň pár motivačních snímků, ale pro detaily bych odkázal na anglická pravidla.
p.s. možná ještě poznámka na kvalitu simulace … prý nebude tak dobrá jako u Space Robot Challenge Phase1 a že hlavně půjde o spolupráci více robotů …

18. ledna 2020 — Informace o robotech

Utekly tři měsíce (hrůza jak to utíká), kdy registrace byla uzavřena 20. prosince 2019. Předpokládám, že jsme se úspěšně registrovali, jelikož včera přišel mail Access to the Space Center Houston / srcp2-competitors project was granted.
Jediný problém je, že vám o tom zatím nesmím skoro nic říci resp. nevím, co mohu a co je „top secret”. NASA zatím postupuje podle plánu popsaného v revidovaných pravidlech SRCPhase2_Official_Rules_rev_01.2020.pdf. Zde najdete informaci: January 15, 2020 --- Packet of Robot Information Delivered to Competitors, tj. NASA již tento bod splnila. Další deadline je March 16, 2020 --- Qualification Round Opens, kdy asi vydají oficiálně ROS simulátor (ten momentálně k dispozici zatím není, resp. jsem ho nikde nenašel).
Jak již bylo řečeno minule případně na webináři bude se jednat o spolupráci více robotů. Vozítka jsou tří druhů a trošku připomínají Spider3:
Vozítka jsou pro hledání minerálů, jejich naložení, případně dokonce vykopání, a transport materiálu na základnu.
Koukám, že oficiální stránka s dokumentací (veřejná) obsahuje i FAQ (často kladené dotazy), kde píšou:
  • Q: Regarding "Task 2: Resource collection": Will the robotic excavator be equipped with a resource sensor, as is the prospecting robot? To perform sensing in permanently shadowed regions, is the excavator equipped with a light or LIDAR?
  • A: Only prospecting robot will have resource sensor. All robot model will be equipped with a light source, LIDAR and depth camera
Tak to vám asi prozradit můžu … tj. průzkumný robot má senzor na detekci a jinak všichni roboti mají světlo, LIDAR (2D) a kameru. Měl jsem za to, že je obyčejná, ale v této odpovědi tvrdí, že je hloubková (RGBD) … neuvěřím, dokud neuvidím první data. Aha, už to vidím ... this is preliminary robot information and they are subject to change without notice, takže nakonec to bude možná úplně jinak, ideálně jako byla oficiální odpověd.
  • Q: In the qualifiers, is the sensor suite specified by each team, or is it generic and the same for all teams?
  • A: Same for all teams.
… tj. všichni budou mít stejnou sadu senzorů.
  • Q: We'd like to know if we'll have to handle a handful of robots (3-5), or we need to prepare for a fleet of 10-20 robots.
  • A: Handful of robots.
… no že roboti budou alespoň tři je jasné už teď, ale kolik jich bude celkem moc jasné není. Je i možné, že počet robotů bude proměnný.
  • Q: What kind of capabilities need to be developed to identify the regolith? Do we need a computer vision expert, or will the robots have some sensor that gives analyzes the environment for us?
  • A: Did you meant "volatile"? The simulation will be provided with volatile sensor that detects different types of volatiles.
… prostě průzkumný robot bude mít senzor schopný rozpoznat všechny druhy minerálů.
  • Q: When will the ROS simulation environment be available for download?
  • A: Qualification round opens on March 16th 2020.
už je jasné, proč jsem simulaci nikde nenašel. Pokračování v březnu 2020.
p.s. v pravidlech vidím u popisu kvalifikačních kol:
  • Competitors will be provided with a prospecting robot equipped with sensors that allow for autonomous perception, as well as resource detection and identification.
  • Competitors will be provided with a robotic excavator and multiple robotic haulers that are equipped with sensors that allow for autonomous perception.
… prostě informace, že se v simulátoru budou používat 3 druhy robotů je oficiální.
p.s.2
Date: Sat, Jan 25, 2020, 01:48
Subject: SRC2 - Insurance Approved
This email is official acknowledgement that your insurance has been reviewed and accepted by Space Center Houston and thus your team is officially accepted into the Qualification Round.
Congratulations! Regards, The SRC2 Team

5. března 2020 — NASA Webinář 2

Včera byl již druhý NASA webinář. V první části organizátoři procházeli instrukce na wiki na GitLabu, kde od 16. března bude ke stažení simulátor a testovací světy. Druhá část se pak věnovala dotazům.
Za nás bych řekl několik pozitivních zpráv:
  • je možné o SRC2 blogovat a publikovat screenshoty
  • je podporováno nahrávání a publikování videí zajímavých simulací
  • kód může být Open Source včetně soutěžního kódu a je to náš problém, pokud by ho použili soupeři
Co mne trošku zklamalo byl fakt, že rover byl pouze inspirován reálným vozítkem a odpovídající platforma tedy v reálu neexistuje.
Pro zajímavost, NASA má v plánu pravidelné týdenní updates a stejně tak plánuje „dávkově” reagovat na dotazy a reporty chyb.
p.s. ještě před seminářem jsem si pročítal pravidla a zaujala mne věta: BHP is a resources company based in Melbourne, Australia ... (an mining company). … prostě někoho zajímá autonomní dolování natolik, aby soutěž sponzoroval.

17. března 2020 — Kvalifikační kolo začalo

Včera večer začalo kvalifikační kolo, které končí až někdy v srpnu 2020, tj. relativně dost času. Vzhledem k situaci je to možná dobré téma jak trávit večery. … jediný problém je, že už README začíná Unauthorized Distribution Strictly Prohibited, takže to budou jenom drobné střípky. :-(
Nemám u sebe stroj, kde bych simulaci mohl snadno pustit (Ubuntu s NVidia GPU) a pro vzdálený přístup to nemám úplně připravené. Franta to doma ale již rozchodil a přislíbil nějaké screenshoty (ty podle posledního webináře povolené jsou). Založil jsem tedy i první Issue (#44) a to jestli jde obejít stisk „Play” tlačítka v simulačním okně. Píšu, že času je dost, ale termín je zhruba stejný jako DARPA Cave Circuit, takže čím dříve kvalifikaci sfoukneme, tím lépe.
Ptáte se, co bude první krok? samozřejmě Go 1 meter! aneb Robotem Rovně (asi další z akcí, která letos nebude). Očekávám pád do kráteru nebo náraz na hranici světa … a ano, je třeba z toho natočit video a to zde pak zveřejnit. (nechápu, kde teď beru tu dobrou náladu, ale možná je to tím, že zrovna nekoukám na zprávy...)

25. března 2020 — První data z Měsíce

No asi to nikoho extra nenadchne, ale toto je první RGB obrázek z scout_1:
Trošku mne mrzí, že jsem měl před dvěma měsíci pravdu: ... neuvěřím, dokud neuvidím první data., takže to opravdu budou pouze RGB data a nikoliv hloubková data: They are supposed to be RGB. They are stereo cameras, so you can use this to compute depth-from-stereo if you wish
Jinak s pořádnou GPU kartou ty obrázky budou asi hezčí (já byl vděčný za CPU verzi dokud No GUI automaticky nepouští simulaci … known bug).
A tady je ještě pohled z lidarview:
Laser scan má rozsah záběr +/- 75 stupňů s rozlišením 1.5 stupně (tj. 100 měření). Dosah zatím nevím, ale ten „šutr” vpředu je zhruba v 15 metrech.

1. dubna 2020 — První ujetý metr

No není to žádný velký odvaz, ale rover scout_1 se konečně pohnul z místa a ujel slibovaný metr (viz video). Ono to vypadá, že tam není žádný watchdog, tj. když přestaneme posílat příkazy, tak jede dál podle posledního …
Jinak řízení je pomocí třinácti kloubů, u kterých se nastavuje točivý moment (torque) v Nm. 10Nm bylo málo, ale pro 100Nm to už jelo jak vidíte.
Na druhou stranu těchto 13 kloubů má JointState, který obsahuje vedle jména, pozice a rychlosti i effort … tak možná půjde poznat, že se rover zrovna pere s překážkou.
Ještě přidám jedno mini-video, kde je hezky vidět jak kamera „šumí” a robotovi se podaří asi mírným couváním udělat kotrmelec do kráteru.
p.s. přidal jsem ještě do playlitu video od Franty nahrané přímo z GUI Gazeba … přeci jenom člověk získá lepší představu, jak to okolí vypadá (mimochodem, počáteční pozice robota je pokaždé náhodná).

6. dubna 2020 — Zatáčení

Organizátorům se podařil pěkný bug, který už je ale teď možná odstraněn — obě kamery jsou otočené o 90 stupňů vlevo a tak máme pěkné záběry levého kola:

V posledním release už jsou k dispozici kompresované JPEG obrázky, takže něco s čím si náš OSGAR lépe rozumí a umí snadno vygenerovat video ze dvou kamer.
Zároveň to beru jako jasný důkaz, že už zatáčíme. Ale pokud rover náhodný generátor umístí do kráteru, tak jsou překážky všude kolem a robot trošku propadá klaustrofobii …