PANDORA: ρομπότ διάσωσης από τους φοιτητές του ΑΠΘ

01.02.2010

Δυο νέα ρομπότ για την ανίχνευση και τον εντοπισμό επιζώντων σε χώρους που έχουν υποστεί φυσική καταστροφή ανέπτυξε η ερευνητική ρομποτική ομάδα PANDORA του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (ΤΗΜΜΥ) του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου. Τα νέα αυτά ρομπότ, εξελίσσουν το προηγούμενο έργο της ομάδας, η οποία έχει διακριθεί σε διαγωνισμούς ρομποτικής στην Κίνα και την Αυστρία, ενώ απέσπασε πρόσφατα και Βραβείο Καινοτομίας από την Επιτροπή Ερευνών του ΑΠΘ.

Η αρχική δραστηριότητα της ομάδας αφορούσε την κατασκευή ενός ρομποτικού βραχίονα τεσσάρων βαθμών ελευθερίας, που χάρισε στην ομάδα των φοιτητών την πρώτη θέση σε σχετικό πανελλήνιο φοιτητικό διαγωνισμό. Ο βραχίονας είχε τη δυνατότητα να αναγνωρίζει, να συλλαμβάνει και να μετακινεί αντικείμενα, τα οποία βρίσκονται μέσα στο πεδίο δράσης του.

Στη συνέχεια η PANDORA προχώρησε στην ανάπτυξη ενός ρομποτικού οχήματος, το οποίο με ή χωρίς την ανθρώπινη παρέμβαση είναι σε θέση να ανιχνεύει θύματα μετά από καταστροφές μεγάλης κλίμακας (φυσικές και μη), και συμμετείχε στον διεθνή διαγωνισμό ρομποτικής RoboCup 2008 (κατηγορία RoboRescue) (14-10/07/2008), στην πόλη Σουζού της Κίνας, συναγωνιζόμενη αντίστοιχες εφευρέσεις πανεπιστημίων από ολόκληρο τον κόσμο. Η ομάδα PANDORA κατέλαβε την 9η θέση ανάμεσα στις 18 συμμετοχές του τελικού.

Πρόκειται για ένα όχημα μήκους 50 περίπου εκατοστών, το οποίο φέρει αισθητήρες υπερήχων, υπερύθρων, ήχου, εικόνας, θερμότητας και διοξειδίου του άνθρακα, που του δίνουν τη δυνατότητα πλοήγησης στο χώρο και εντοπισμού πιθανών θυμάτων, καθώς και ηλεκτρονικά και υπολογιστικά συστήματα, τα οποία αναλαμβάνουν την επεξεργασία των δεδομένων που συλλέγει το ρομπότ. Σκοπός του οχήματος είναι να μπορεί να κινείται με άνεση στο ανώμαλο πεδίο που δημιουργεί μια φυσική καταστροφή, να εντοπίζει τα θύματα και να ενημερώνει έγκαιρα και αποτελεσματικά τα σωστικά συνεργεία.

Το όχημα έχει τη δυνατότητα τόσο αυτόνομης όσο και τηλεχειριζόμενης πλοήγησης στο χώρο, με αυτονομία περίπου 30 λεπτά, για αναγνώριση των πιθανών θυμάτων. Το ρομπότ χρησιμοποιεί τους αισθητήρες του για να αναγνωρίζει τα θύματα από τα σημεία ζωής τους: ήχος, κίνηση, μορφή, υφή δέρματος, συγκεκριμένη θερμοκρασία, εκπνοή διοξειδίου του άνθρακα. Κατά τη διάρκεια της πλοήγησής του, το όχημα έχει τη δυνατότητα χαρτογράφησης του χώρου, δημιουργώντας τελικά ένα χάρτη, στον οποίο εκτός από τα εμπόδια σημειώνονται οι θέσεις των εντοπισμένων θυμάτων καθώς και η πορεία που ακολουθήθηκε για την προσέγγισή τους.

Με βάση την εμπειρία από τη συμμετοχή στον διαγωνισμό RoboCup, η ερευνητική ομάδα πραγματοποίησε αλλαγές στον τρόπο κίνησης του αρχικού οχήματος, καθώς και στον τρόπο προσέγγισης των θυμάτων από τον ρομποτικό βραχίονα, και ενσωμάτωσε στους μηχανοκίνητους διασώστες της νέους αισθητήρες για την ακριβέστερη χαρτογράφηση του χώρου.

Ειδικότερα, σχεδιάστηκαν και κατασκευάστηκαν δύο νέα ρομποτικά οχήματα. Το πρώτο όχημα έχει σκοπό την αυτόνομη πλοήγησή του στον χώρο καταστροφής και διαθέτει αλγορίθμους τεχνητής νοημοσύνης. Το δεύτερο ρομπότ διαθέτει ικανότητες κίνησης σε πιο περίπλοκο περιβάλλον και ο έλεγχός του γίνεται με τηλεχειρισμό.

Σημειώνεται ότι, σε παγκόσμια κλίμακα, η κατασκευή μίας ρομποτικής πλατφόρμας ικανής να κινείται σε πραγματικό περιβάλλον καταστροφών είναι ακόμη σε ερευνητικό επίπεδο. Το γεγονός αυτό καθιστά ακόμη πιο σημαντικό το έργο της ομάδας PANDORA, η οποία προκρίθηκε στον παγκόσμιο διαγωνισμό RoboCup Rescue 2009 (29/6-5/7/2009, Graz, Αυστρία), κερδίζοντας τη δέκατη θέση (μεταξύ των 20 διαγωνιζομένων του τελικού) και ταυτόχρονα την πρώτη βαθμολογικά θέση ανάμεσα στις ευρωπαϊκές ομάδες που συμμετείχαν.

Επίσης, στην πρόσφατη απονομή των Βραβείων Αριστείας και Καινοτομίας 2009 που διοργάνωσε η Επιτροπή Ερευνών του ΑΠΘ, η ομάδα ξεχώρισε, επίσης, αποσπώντας Βραβείο Καινοτομίας. Επίσης, το ρομποτικό όχημα αυτόματης πλοήγησης παρουσιάστηκε πρόσφατα στην εκδήλωση Athens Digital Week στο Γκάζι, κερδίζοντας την τρίτη θέση στον διαγωνισμό του κοινού για την πιο ενδιαφέρουσα ρομποτική κατασκευή.

Με στόχο την επιχειρησιακή αξιοποίηση των ρομποτικών οχημάτων

H ομάδα PANDORA (Program for the Advancement of Non Directed Operating Robotic Agents) αποτελείται από προπτυχιακούς και μεταπτυχιακούς φοιτητές του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, οι οποίοι ενδιαφέρονται για τα θέματα της ρομποτικής και τη χρήση τους για ανθρωπιστικούς σκοπούς, με την καθοδήγηση και συνεχή υποστήριξη καθηγητών του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών (Bασίλειος Πετρίδης, Ζωή Δουλγέρη και Λουκάς Πέτρου).

Η σχεδίαση του μηχανολογικού και του ηλεκτρονικού τμήματος του κάθε οχήματος έγινε από τα μέλη της ομάδας. Η μηχανολογική κατασκευή πραγματοποιήθηκε από ελληνικά μηχανουργεία. Το συνολικό κόστος υλικών (μηχανολογικής κατασκευής, κινητήρων, υπολογιστή, αισθητήρων, μικροελεγκτών και μπαταριών) ήταν περίπου 23.000 ευρώ. Η χρηματοδότηση της ομάδας έγινε αποκλειστικά από τους πόρους του Τομέα Ηλεκτρονικής και Υπολογιστών του ΤΗΜΜΥ, των εργαστηρίων Αυτοματοποίησης και Ρομποτικής και Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών και Συστημάτων, της Πρυτανείας και της Επιτροπής Ερευνών του ΑΠΘ. Υπήρξαν επίσης χορηγίες μικρής κλίμακας από το Υπουργείο Μακεδονίας-Θράκης και τις εταιρείες i4G AE και Klefer ΑΕ.

Σύμφωνα με τον αναπληρωτή καθηγητή Λουκά Πέτρου: 'Στόχοι της PANDORA είναι η συνεχής βελτίωση των ρομποτικών οχημάτων, η ενσωμάτωση των ερευνητικών αποτελεσμάτων των υποψηφίων διδακτόρων στις διαδικασίες πλοήγησης του οχήματος και αναγνώρισης θυμάτων, η συνεργασία με άλλες ομάδες, με εταιρείες ρομποτικής και ομάδες διάσωσης καθώς και η συμμετοχή σε διαγωνισμούς.'

Στο ερώτημα 'Ποιες είναι οι προοπτικές όσον αφορά την επιχειρησιακή αξιοποίηση των ρομπότ' ο Λ. Πέτρου δηλώνει στο περιοδικό: 'Η περσινή μας πλατφόρμα παρουσιάστηκε στη Διεθνή Έκθεση Θεσσαλονίκης 2008 όπου και προσεγγίστηκε από ανθρώπους των ελληνικών ομάδων διάσωσης και του ελληνικού σεισμολογικού ινστιτούτου οι οποίοι έδειξαν ενδιαφέρον στη χρήση των ρομποτικών πλατφορμών σε πραγματικές συνθήκες. Η φετινή μας πλατφόρμα παρουσιάστηκε στην Athens Digital Week 2009. Επιθυμητή είναι η πρακτική αξιοποίηση του ρομποτικού οχήματος και οι σχετικοί οργανισμοί θα μπορούσαν να βοηθήσουν προς την κατεύθυνση αυτή.'