Университетский вездеход - University Rover Challenge

URC-Logo-on-White-small.jpg

В Университетский вездеход (URC) Общество Марса - это соревнование по робототехнике для студентов университетов, в котором командам предстоит спроектировать и построить марсоход, который пригодился бы первым исследователям Марса.[1] Конкурс проводится ежегодно в Исследовательская станция марсианской пустыни, за пределами Хэнксвилл, Юта В Соединенных Штатах. Это место было выбрано Марсианским обществом из-за его географического сходства с Марсом: помимо того, что это практически бесплодная пустынная территория, почва в этом районе имеет химический состав, похожий на марсианский грунт. Конкурс также расширился на международном уровне, чтобы включить Европейский Rover Challenge, Канадский международный Rover Challenge, а Индийский Ровер Челлендж в рамках серии Rover Challenge.

Групповое фото с конкурса Rover Challenge Университета Марса в 2017 году на исследовательской станции Mars Desert рядом с Хэнксвиллом, штат Юта.

Целью University Rover Challenge является поощрение студентов к развитию навыков в области робототехники, совершенствованию современного состояния вездеходов и работе в многопрофильных командах в сотрудничестве между учеными и инженерами. Конкурс был запущен в 2006 году, и с 2007 года соревнования проводятся ежегодно каждое лето.

Задачи (2019)

Конкретные детали сценария меняются каждый год по мере того, как команды справляются с поставленными задачами, чтобы поощрять гибкость конструкции и каждый год улучшать возможности вездеходов. Марсоходы должны выполнять дистанционные или автономные задачи, которые могут помочь космонавтам в полевых условиях. Дистанционно управляемые задачи выполняются со станций управления без прямого обзора марсохода, только то, что может быть определено с помощью видео и каналов передачи данных от марсохода или датчиков, установленных на марсоходе. Предполагается, что операторы также находятся на Марсе, поэтому связь отсутствует по времени. К задачам 2019 года относятся:

Проверка приемки системы (SAR)

Команды должны предоставить письменный отчет и короткое видео, описывающее и демонстрирующее конструкцию и возможности марсохода для выполнения требуемых задач, научный план и управление командой.

Марсоход поднимается на холм над исследовательской станцией Mars Desert Research в рамках Mars Society University Rover Challenge

Научная миссия

«Цель состоит в том, чтобы провести анализ на месте с помощью марсохода, в том числе испытание образцов на предмет обнаружения жизни»[2]

Команды должны исследовать несколько участков, представляющих биологический интерес, используя инструменты и методы по своему выбору, при этом они должны проводить анализ образцов полностью на борту марсохода. Цель задания - определить наличие или отсутствие жизни, вымершей или сохранившейся, в определенных местах. По истечении 20-30 минут расследования команды должны также подготовить короткую презентацию для судей на месте, в которой представлены их результаты, анализ и выводы. Ожидается, что анализ будет иметь отношение к обстановке на Земле, одновременно демонстрируя понимание того, как эти наблюдения будут перенесены в обстановку Марса.[2]

Марсоход пересекает сад камней в рамках конкурса Rover Challenge Университета Марса

Экстремальная миссия по поиску и доставке

«Марсоходы должны будут собирать и доставлять объекты в поле, а также доставлять помощь космонавтам»[2]

Марсоходы должны подбирать и доставлять объекты в поле, такие как отвертки, молотки, ящики для инструментов, камни и т. Д. Марсоходам требуется преодолевать самые разные местности - от мягких песчаных участков до камней и валунов, до вертикальных обрывов. . Командам даются приблизительные координаты GPS для каждого пункта получения и доставки, а также, возможно, конкретные инструкции для конкретных объектов. Подсчет очков основан на способности команд подбирать и доставлять предметы в правильные места.[2]

Миссия по обслуживанию оборудования

«Роверы должны будут выполнить несколько ловких операций с системой оборудования-макета».[2]

Возможные операции, указанные в правилах на 2019 год, включают:

  • Управляйте джойстиком, кнопками, переключателями, поворотными ручками
  • Затяните невыпадающий винт, чтобы зафиксировать ящик
  • Замените плату электроники, используя прочный межплатный разъем
  • Поверните ручку

В 2017 году марсоходам требовалось отбуксировать вагон с канистрой с горючим к генератору, заправить топливный бак, поменять местами регулятор на газовых баллонах и запустить генератор нажатием кнопки. Предыдущие задачи с оборудованием включали закачку воздуха в надувную среду обитания и очистку солнечных батарей.[2]

Автономная туристическая миссия

«Роверы должны будут автономно перемещаться между маркерами в этой поэтапной миссии по умеренно сложной местности».[2]

Здесь автономные средства без дистанционного управления, то есть без операторов базовой станции, дающих команды или вводимых пользователем. Марсоход должен принимать все решения на борту. Однако дистанционная разведка разрешена на ранних этапах.

Маркерами в этой задаче являются теннисные мячи и приблизительные координаты GPS, данные командам. По мере того, как этапы становятся более сложными, координаты GPS будут становиться все более неопределенными, и между теннисными мячами будет больше препятствий, что потребует обхода препятствий и автономного поиска маршрута. Кроме того, дистанционная разведка разрешена на ранних этапах, но не на более поздних.[2]

Правила и положения (2019)

Правила Rover

  • Вес ровера не должен превышать 50 кг в любой конфигурации.[2]
  • Роверы должны занимать площадь 1,2 на 1,2 метра.[2]
  • Общая стоимость роверов не должна превышать 18000 долларов.[2]
  • Марсоходы должны использовать силовые и двигательные системы, которые применимы к операциям на Марсе (например, без систем воздушного дыхания).[2]
  • Использование бортовых транспортных средств запрещено.[2]

Правила эксплуатации

  • Команды будут управлять своими вездеходами в режиме реального времени с назначенных командно-диспетчерских пунктов.[2]
  • Ожидается, что роверы не будут путешествовать более чем на 1 км от базовой станции.[2]
  • Никто не может следовать за марсоходом с целью обратной связи с операторами, хотя члены судейской бригады, СМИ, не члены команды операторов и другие зрители могут следовать за марсоходом по усмотрению судей.[2]

Правила команды

  • Нет никаких ограничений на количество членов команды или операторов.[2]
  • Члены команды могут быть студентами или аспирантами, и в команды также могут входить ученики старших классов.[2]
  • Студенты должны быть зачислены как минимум на неполный курс обучения или курс выдачи диплома средней школы.[2]
  • Студенты из нескольких университетов могут соревноваться в одной команде, а один университет может выставить несколько команд при условии, что нет совпадения между членами команды, бюджетом или оборудованием.[2]

Судить

Судейскую коллегию проводит судейская коллегия, которая меняется из года в год. Прилагаются некоторые усилия, чтобы иметь разнообразный опыт работы в судейской команде.[3], а в число прошлых судей входили люди с профессиональным опытом: системные инженеры[3], биологи[4], робототехники[5], промышленные дизайнеры[3], ученые и профессора в различных областях.[3][5] Судьи - волонтеры.[5][6]

Финансирование

Команды сами собирают деньги на вездеходы через свой университет и / или внешних спонсоров.[5] Сам конкурс частично финансируется Общество Марса, Protocase Inc (производитель нестандартных деталей, который предлагает группам кредиты и скидки на все детали, произведенные в Protocase[7]), Робототехника пчелы, и Microsoft.

История

Зарождение

Идея создания URC заключается в том, что те виды марсоходов, которые строят команды, будут помогать астронавтам в полевых условиях, которыми дистанционно управляет другой астронавт.[8] Этот воображаемый вариант использования заставляет конкурентов делать упор на дистанционное управление и способность выполнять задачи, которые могут понадобиться человеку. (Например, обслуживание, поиск и доставка оборудования)

В первый год соревнований приняли участие только 4 команды: Университет Невады Рино, Университет Бригама Янга, Университет штата Пенсильвания и Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе. Было всего 2 задания: научное задание и задание по развертыванию имитационного ретранслятора в полевых условиях. Представитель URC Кевин Слоан говорит, что они не знали, чего ожидать, но были «поражены качеством».[8] Университет Невады Рино победил в этом году, выиграв денежный приз в размере 5000 долларов, который в последующие годы был уменьшен до 1000 долларов.[8]

Эволюция задач

С момента своего создания в 2006 году, в котором участвовали 4 команды из США, соревнование существенно выросло: в 2018 году в него вошли 95 команд из 12 стран и в общей сложности было отобрано 35 марсоходов, а их команды насчитывают более 500 студентов.[9]

За прошедшие годы задачи также претерпели значительные изменения, превратившись из 2 простых задач первого года в 4 надежных задачи 2019 года, и с каждым годом все более сложные задачи. Подробная информация за 2007–2009 годы недоступна, но к 2010 году было 4 задачи: возврат пробы, осмотр площадки, обслуживание оборудования и аварийная навигация.[10] В его воплощении в 2010 году возврат образцов включал выбор образца, который нужно было вернуть с марсоходом, затем проведение анализа на базе и представление судьям его научного значения. Обследование сайта включало анализ сайта потенциально издалека. Для обслуживания оборудования, в первую очередь, требовалось, чтобы команды подключили трехконтактную вилку к розетке, а аварийная навигация была задачей с определенным временем, в которой марсоходы должны были как можно быстрее определять местонахождение астронавтов. В дополнение к этим задачам команды набрали баллы за презентацию, которую они дали судьям о конструкции своего марсохода.[10]

В следующие два года содержание задач было изменено, чтобы сделать их более сложными, но суть каждой задачи оставалась прежней. Например, в 2012 году задача экстренной навигации была разработана таким образом, что для того, чтобы добраться до некоторых марсоходов-астронавтов, они должны были пройти в районы, где они потеряли бы связь со своими операторами и, следовательно, должны были работать автономно какое-то время.[11]

В 2013 году задача Site Survey была заменена на Terrain Traversing, в ходе которой проверялась способность марсоходов перемещаться по сложной местности.[12] В 2016 году был введен формальный процесс отбора, включая CDR (Critical Design Review), который заменил задание на презентацию, и раунд полуфинала конкурса.[13][14] В следующем, 2017 году, помощь астронавтов была заменена на Extreme Retrieval and Delivery (сочетание помощи астронавтам и пересечения местности), Sample Return с Science Cache и Terrain Traversing с автономным перемещением, совершенно новая задача, которая явно требовала от команд реализации автономного поведения. на своих вездеходах.[15]

Наконец, в 2018 и 2019 годах эта структура задач сохранилась, с увеличением сложности и сложности. Примечательно, что задача `` Наука '' 2019 года требует обнаружения жизни на борту марсохода, тогда как в 2018 году команды могли бы вернуть образцы для проведения испытаний на базе.[2]

Команды

Количество и разнообразие команд также значительно выросло за время проведения соревнований. В 2018 году было зарегистрировано 95 команд, представляющих 10 разных стран, 36 из которых были отобраны для участия в соревнованиях. Команды из США обычно составляют большинство, но также сильно представлены команды из Канады, Польши, а в последние годы и Индии. В частности, Польша, выставившая свою первую команду в 2009 году, была особенно конкурентоспособной.[16] Польская команда из Ченстоховский технологический университет выиграла соревнования 2018 года, в результате чего Польша была представлена ​​на пьедестале почета 6 лет подряд.[17]

Некоторые команды соревнуются много лет подряд. В частности, команда из Университет Бригама Янга - единственная команда, которая участвовала во всех соревнованиях с 2006 по 2018 год и стабильно входила в пятерку лучших.[18][19][20][21][22][23][24]

Статистика команды
Команды зарегистрированыКоманды соревновалисьПредставленные страны
20064[25]4[25]1[25]
2007?
2008?
2009?
201012[26]10[26]4[26]
20119[26]8[26]3[27]
201210?[28]5[28]2[28]
201315[29]10[29]4[29]
201431[30]23[30]6[31]
201544[32]23[32]6[33]
201663[34]28[34]7[34]
201782[35]36[35]7[35]
201895[36]36[36]10[36]

Лучшие результаты по годам:

Марсоход заливает топливо в генератор на соревнованиях Rover Challenge Университета Марса

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Университетский вездеход". marssociety.org. Получено 18 августа, 2017.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты «Опубликованы правила соревнований University Rover Challenge 2019 года - University Rover Challenge». urc.marssociety.org. Получено 2018-11-05.
  3. ^ а б c d «Пт, 25.05.2012 - 00:00 | Кевин Слоан». www.thespaceshow.com. Получено 2018-10-24.
  4. ^ «Польские студенты создали лучший марсоход 2013 года». msnbc.com. 2013-06-04. Получено 2018-11-08.
  5. ^ а б c d «Чт, 26.05.2011 - 00:00 | Кевин Слоун». www.thespaceshow.com. Получено 2018-10-25.
  6. ^ "Rover Challenge 2010: университетские команды тестируют марсоходы в пустыне Юты". Популярная наука. Получено 2018-11-08.
  7. ^ Inc., Protocase. "Protocase выходит из этого мира с помощью университетского вездехода". protocase.com. Получено 2018-10-25.
  8. ^ а б c «Вт, 20.01.2009 - 00:00 | Кевин Слоан». www.thespaceshow.com. Получено 2018-10-19.
  9. ^ «В Польше возвращается титул University Rover Challenge - University Rover Challenge». urc.marssociety.org. Получено 2018-10-19.
  10. ^ а б «Чт, 26.05.2011 - 00:00 | Кевин Слоун». www.thespaceshow.com. Получено 2018-10-25.
  11. ^ «Пт, 25.05.2012 - 00:00 | Кевин Слоун». www.thespaceshow.com. Получено 2018-10-24.
  12. ^ "Итоговый результат URC2013 - испытание университетских вездеходов". urc.marssociety.org. Получено 2018-10-19.
  13. ^ «Первый день волнения начинается с соревнований University Rover Challenge 2016 - University Rover Challenge». urc.marssociety.org. Получено 2018-10-28.
  14. ^ «30 студенческих команд проходят в полуфинал 2016 University Rover Challenge - University Rover Challenge». urc.marssociety.org. Получено 2018-10-28.
  15. ^ «Результаты URC2017 - University Rover Challenge». urc.marssociety.org. Получено 2018-10-19.
  16. ^ Марсианское общество (27 сентября 2010 г.), (1 из 5) TASC University Rover Challenge, Кевин Слоан, получено 2018-10-28
  17. ^ «Американский марсоход получил титул лучшего в мире марсохода - университетский марсоход». urc.marssociety.org. Получено 2018-10-28.
  18. ^ Марсианское общество (09.08.2012), University Rover Challenge - 15-я ежегодная конференция Международного Марсианского общества, получено 2018-10-28
  19. ^ "URC2013 - Университетский вездеход". urc.marssociety.org. Получено 2018-11-08.
  20. ^ Геральд, Брэйли Додсон Daily. «Марсоход BYU отправился на международные соревнования». Daily Herald. Получено 2018-11-08.
  21. ^ «Результаты URC2014 - University Rover Challenge». urc.marssociety.org. Получено 2018-10-19.
  22. ^ «Результаты URC2015 - University Rover Challenge». urc.marssociety.org. Получено 2018-10-28.
  23. ^ «Результаты URC2017 - University Rover Challenge». urc.marssociety.org. Получено 2018-10-19.
  24. ^ «Результаты URC2018 - University Rover Challenge». urc.marssociety.org. Получено 2018-11-08.
  25. ^ а б c «Вт, 20.01.2009 - 00:00 | Кевин Слоан». www.thespaceshow.com. Получено 2018-10-19.
  26. ^ а б c d е «Чт, 26.05.2011 - 00:00 | Кевин Слоун». www.thespaceshow.com. Получено 2018-10-25.
  27. ^ Общество Марса (2011-11-05), University Rover Challenge - Кевин Слоан - 14-я Международная конвенция Марсианского общества, получено 2018-10-28
  28. ^ а б c Марсианское общество (09.08.2012), University Rover Challenge - 15-я ежегодная международная конвенция Марсианского общества, получено 2018-10-28
  29. ^ а б c "URC2013 - Университетский вездеход". urc.marssociety.org. Получено 2018-10-24.
  30. ^ а б "URC2014 - University Rover Challenge". urc.marssociety.org. Получено 2018-10-24.
  31. ^ «Регистрация в URC устанавливает новый рекорд: 31 студенческая команда готова к соревнованиям - University Rover Challenge». urc.marssociety.org. Получено 2018-10-28.
  32. ^ а б «Польские и американские команды лидируют на конкурсе University Rover Challenge 2015 - University Rover Challenge». urc.marssociety.org. Получено 2018-10-25.
  33. ^ «Результаты URC2015 - University Rover Challenge». urc.marssociety.org. Получено 2018-10-28.
  34. ^ а б c "URC2016 коронует двух чемпионов - University Rover Challenge". urc.marssociety.org. Получено 2018-10-25.
  35. ^ а б c «36 команд вышли в финал URC2017 - University Rover Challenge». urc.marssociety.org. Получено 2018-10-25.
  36. ^ а б c «36 команд вышли в финал URC2018 - University Rover Challenge». urc.marssociety.org. Получено 2018-10-28.

внешняя ссылка