W kręgu technologii przemysłu 4.0
25 czerwca – 30 czerwca 2022, Lotnisko Muchowiec,
Katowice, Metropolia GZM, Polska, droniada.eu
Po raz dziewiąty zapraszamy uczelnie, instytucje badawczo-rozwojowe, firmy z kręgu technologii przemysłu 4.0 i samych innowatorów do aktywnego udziału w konkursie technologicznym Droniada. Łączymy latające roboty, teleinformatykę i systemy analizy informacji. Zawody rozegramy na lotnisku Muchowiec w Katowicach podczas World Urban Forum Organizacji Narodów Zjednoczonych (25 czerwca – 30 czerwca 2022 r.). Kładziemy nacisk na przetwarzanie w chmurze, uczenie maszynowe z elementami sztucznej inteligencji i połączenie detekcji zmian z mechanizmem precyzyjnego zrzutu.
9. Konkurs technologiczny Droniada (pierwszy odbył się w 2014 r.) organizujemy w formule multidyscyplinarnych zawodów sportowych. Podczas igrzysk olimpijskich spotykają się sportowcy, którzy specjalizują się np. w pływaniu na grzbiecie, łucznictwie czy też biegach przełajowych. Tylko nieliczni startują w pięcioboju nowoczesnym czy też lekkoatletycznym dziesięcioboju. Łączy ich duch sportowej walki i narodowa klasyfikacja medalowa. Mając to na uwadze – po ośmiu latach organizacji dronowych triathlonów – uznaliśmy, że nadszedł czas na zmianę formuły.
Ogłaszamy nabór chętnych do udziału w pięciu konkurencjach ukierunkowanych na praktyczny pokaz możliwości systemów autonomicznych, z czego tylko jedna – Demo systemu Bezzałogowego Statku Powietrznego – będzie obowiązkowa dla wszystkich. W klasyfikacji generalnej ujmiemy wyniki zespołów tak jak krajów na olimpiadach. Uczestnicy walczą o nagrody honorowe, rzeczowe, płatne staże, ale też o nagrody finansowe. W 2021 r. pula nagród wyniosła 50 tys. złotych, czyli ok. 11 tys. euro.
Demo systemu BSP (1)
Przedstawcie w 3-5 minutowym filmie swój zespół, kompetencje, w jakich konkurencjach wystartujecie. Opowiedzcie jak zamierzacie wykonać poszczególne misje. Pokażcie swoje drony i przekonajcie sędziów, że są one w stanie bezpiecznie i skutecznie wykonać powierzone im zadania. Film ma być udostępniony sędziom na tydzień przed startem. Natomiast w sobotę 25 czerwca już na miejscu sędziowie sprawdzą sprzęt, czy jest rzeczywiście gotowy do misji.
Sztafeta (2)
Konkurencja sprawdza umiejętności uczestników w prowadzeniu automatycznych, dronowych misji długodystansowych oraz w oprogramowaniu systemu do precyzyjnego zrzutu bikonów świetlnych.
Konkurencja pokazuje możliwości wsparcia przez drony akcji poszukiwawczo-ratowniczych i akcji gaśniczych, w których istotne jest wyznaczenie ścieżki ruchu dla ekip ratowniczych.
Scenariusz
Mgła znacząco ogranicza widoczność ratownikom, którzy szukają zaginionej osoby na podmokłych łąkach. Dowódca, aby zapewnić bezpieczeństwo swoim ludziom zanim wejdą do akcji, zdecydował się wytyczyć dla nich ścieżki ruchu, zrzucając z dronów świecące bikony. Zespoły dronowe dostały mapę z zaznaczoną trasą, po której mają się poruszać ratownicy i miejscami zrzutu co 500, 1000, 4000 i 4500 metrów od startu. Zaznaczono na niej wysokie drzewo, które należy bezwzględnie ominąć – to tzw. strefa zakazana – Non Fly Zone, ale uprzedzono również operatorów, że w trakcie rozstawiania bikonów może się pojawić natychmiastowa konieczność zmiany kierunku lotu – wówczas pierwotny odcinek zyskuje status dynamicznej Non Fly Zone. Jednakże to pilot podejmuje decyzję, czy zmienia trasę.
Zadania
- Przygotuj bezzałogowy system latający zdolny do automatycznego lotu na dystansie 5000 metrów z pokonywaniem stref Non Fly Zone – zarówno statycznych jak i dynamicznych;
- Opracuj system precyzyjnego zrzutu, których elementem mogą być samobieżne bikony świetlne;
- Wykonaj misję, zrzucając celnie bikony co 500, 1000, 4000 i 4500 metrów od startu. Pamiętaj, że muszą się świecić także po wylądowaniu.
Konkurencje przygotował zwycięski zespół konkursu Droniada 2021 – High Flyers z Politechniki Śląskiej.
Drzewo życia (3)
Konkurencja sprawdza umiejętności uczestników w zakresie teledetekcji z wykorzystaniem uczenia maszynowego i systemów automatycznego wyboru. Przybliża rolnictwo precyzyjne, w tym wykrywanie patogenów chorób roślin i precyzyjne dawkowanie środków ochrony roślin.
- Ile jabłonek jest zdrowych?
- Ile jabłonek jest u progu choroby?
- Ile jabłonek jest zarażonych mączniakiem, a ile zaś parchem?
- Jak zbudować system precyzyjnego dawkowania środków ochrony roślin możliwy do użycia z powietrza w locie automatycznym?
To okazja do połączenia umiejętności w zakresie analizy informacji i AI z umiejętnościami mechatronicznymi. Dron jest nośnikiem systemu.
Scenariusz
Jabłonki u progu choroby symbolizują brązowe koła (RGB 147, 107, 76) wpisane w biały kwadrat z baneru o średnicy 1 metra z wbitymi pośrodku dwumetrowymi tyczkami kompozytowymi. Nie wiadomo, ile jest takich drzewek.
Dziesięć jabłonek zaatakowały patogeny: parch i mączniak jabłoni w nieznanej dla uczestników proporcji. Zarażone parchem to złote (RGB 212, 159, 65), zaś zarażone mączniakiem – beżowe koła (RGB 249, 246, 227). Pozostałe są drzewkami zdrowymi, czyli nie mają rozłożonych kół pod tyczkami kompozytowymi.
Na tak przygotowane konkursowe pole nadlatują drony, ew. nadjeżdża też robot (łazik marsjański). Roboty latające (i jeżdżące) szukają drzewek u progu choroby (kół brązowych) i zarażonych drzewek (kół w kolorach złotym i beżowym). Tu zespoły mogą przyjąć dwie strategie: Dron-zwiadowca przystępuje natychmiast do oprysku lub wzywa na pomoc wyspecjalizowanego robota. Algorytm musi być jednak tak skonstruowany, by parcha likwidować środkiem A, zaś mączniaka środkiem B.
Zadania
Rekomendujemy przygotowanie algorytmu typu “wykryj – zlikwiduj” zamontowanym na jednej maszynie, ale równie uprawnione jest te drugie rozwiązanie, w którym konieczna (i zarazem bardzo ciekawa) będzie wymiana informacji między robotami i koordynacja ich pracy.
Środki ochrony roślin symbolizują żelatynowe kulki paintballowe o średnicy 0,68 cala, wadze 3,2 g, w kolorach żółtym i pomarańczowym, wypełnione farbkami biodegradowalnymi dowolnego producenta.
Na pokład należy zabrać po 10 kulek obu kolorów. Drony mają je dozować z ok. 4-6 metrów z wykorzystaniem mechanizmu grawitacyjnego lub pneumatycznego. Zidentyfikowano parcha, to lecą kulki żółte. Wykryto mączniaka, to spadają pomarańczowe.
Zespół raportuje postępy online w wykrywaniu drzewek i zrzutu kulek. Uwaga! Użycie zrzutu grawitacyjnego gwarantuje rozbicie kulek w ok. 6/10 przypadków, natomiast wykorzystanie mechanizmu pneumatycznego daje efekt w prawie 100%. Ku pamięci – rozbicie kulek nie jest konieczne i nie jest przedmiotem punktacji, ale niewątpliwie zdecydowanie ułatwia i przyspiesza liczenie punktów i skuteczności misji. Sędziowie mają za zadanie ustalić, czy właściwa kulka trafiła w obszar zajęty przez patogen.
Zespoły w czasie rzeczywistym zdalnie raportują przebieg misji, przesyłając regularne informacje o położeniu, prędkości i stanie drona. Raportowaniu podlegają również kluczowe zdarzenia, wykrycie drzewek u progu choroby, lokalizacja oraz identyfikacja patogenu, uruchomienie zwalczania wraz z określeniem wybranego środka. Rezultat mapowania, czyli mapa sadu z zaznaczeniem kół zajętych przez patogeny i u progu choroby, również powinien zostać przekazany zdalnie i bezzwłocznie, w trakcie wykonywania misji.
W przeciwieństwie do konkursu 2021, tym razem sad będzie rozstawiony nieregularnie. Zarażone drzewka należy wykryć monitorując cały obszar, przy czym łącznie „posadzimy” 100 drzewek, w tym 10 będzie zarażonych patogenami chorób roślin.
Modyfikację konkurencji zaproponował zespół Raptors z Politechniki Łódzkiej.
Intruz (4)
Chodzi o wykrycie nieupoważnionej osoby na lotnisku i jej torby pod kątem potrzeb służb ochrony i organizacji poszukiwawczo-ratowniczych.
Scenariusz
Załoga samolotu transportowego zgłosiła awarię. Na pokładzie znajdowało się uzbrojenie wojskowe, które miano dostarczyć do kraju owładniętego wojną domową w ramach operacji specjalnej jednej ze służb zaprzyjaźnionego kraju. Nie można było dłużej czekać. Samolot skierowano na położone na uboczu lotnisko. Jednocześnie wysłano grupę funkcjonariuszy do ochrony ładunku, aby nie doszło do dekonspiracji. Mieli pół godziny na sprawdzenie terenu i ewakuację postronnych osób.
Tymczasem lotniskowe kamery CCTV wykryły podejrzaną osobę ubraną w czarną czapkę z daszkiem, koszulkę polo w kolorze czerwonym i niebieskie spodnie, która weszła na teren lotniska ze sportową torbą w kolorze czarnym. Prawdopodobnie ukryła się w lotniczym hangarze, w którym było już kilkanaście osób zobligowanych do jego opuszczenia. A może pozostała w ukryciu w pobliżu hangaru?
Dowódca akcji zdecydował, że wykorzysta się drona do odnalezienia intruza i jego torby. By zaś nie wywołać paniki, do hangaru skierował zwykłego stróża, którego komórka wysyłała współrzędne geograficzne na stanowisko dowodzenia jak to ma miejsce np. w aplikacji Google Maps czy Garmin Explore – funkcja „LiveTrack”. Chodziło o to, aby mieć przynajmniej jedną zidentyfikowaną osobę.
Zadania
- lot automatyczny nad zadanym obszarem i zgłaszanie wykrywanych obiektów;
- rozpoznanie intruza z wykorzystaniem elementów sztucznej inteligencji (AI);
- kontrola ludzi, którzy opuszczają strefę lotniskową;
- znalezienie torby sportowej z wykorzystaniem elementów sztucznej inteligencji (AI).
Konkurencję przygotowali uczestnicy i jurorzy konkursu Droniada.
Budowa (5)
Konkurencja sprawdza umiejętności uczestników w zakresie fotogrametrii i teledetekcji z wykorzystaniem uczenia maszynowego w symulowanych warunkach placu budowy hali magazynowej. Tworzy system wspomagania decyzji, dzięki któremu staje się możliwe zaspokojenie następujących potrzeb informacyjnych firm budowlanych:
- Czy montaż przebiega zgodnie z projektem powstałym w środowisku BIM?
- Jaka jest dokładność montażu prefabrykowanych elementów?
- Jaka jest efektywność pracowników – czy rzeczywiście wykonują swoją pracę
- zgodnie z deklaracjami brygadzistów?
- Czy pracownicy przestrzegają przepisów BHP?
Natomiast z perspektywy ekosystemu dronowego konkurencja jest okazją do prezentacji w praktyce możliwości pomiarowych i teledetekcyjnych latających robotów z użyciem technologii RTK GPS (Real Time Kinematic) i uczenia maszynowego.
Scenariusz
Trwa budowa hali magazynowej o wymiarach 50 x 25 metrów. Według biura projektowego postawiono już 25 prefabrykowanych słupów żelbetowych o dwóch przekrojach. W rogach mają stać słupy o średnicy 120 cm. Pozostałe zaś mają mieć po 10 cm. Po budowie krząta się czterech pracowników w żółtych kaskach i ich brygadzista w czerwonym kasku. Niezapowiedzianie pojawia się inspektor nadzoru w niebieskim kasku. Po chwili nabiera wątpliwości, czy słupy są w tych miejscach, w których powinny być zgodnie z projektem cyfrowym (środowisko BIM), czy są one właściwie postawione pod kątem 90 stopni (tzn. czy trzymają pion), następnie, czy mają zadeklarowaną wysokość 200 cm, słowem, czy budowa przebiega prawidłowo, tak jak w swoich raportach deklaruje brygadzista i w ślad za nim – biuro projektowe. Jego czujne oko wyłapało też, że są chyba tutaj osoby, które pracują bez kasków. Wystarczy pięć niezgodności z projektem i nieprzestrzeganie przepisów BHP, aby wstrzymać budowę i nałożyć solidną karę na wykonawcę. Do potwierdzenia swoich obserwacji używa dronów.
Zadania
- Lot automatyczny nad zadanym obszarem i zgłaszanie wykrywanych obiektów;
- Wykrycie słupów, do których są wątpliwości, czy zostały postawione zgodnie z projektem. UWAGA! Może się zdarzyć, że wszystkie 25 słupów zostało postawionych nieprawidłowo, a może nawet okaże się, że jest ich o jeden mniej lub więcej niż zadeklarował brygadzista. Inspektorowi nadzoru wystarczy 5 błędów w sztuce budowlanej, w tym właśnie brak słupa lub nadmiar – do wydania nakazu wstrzymania prac. Ideałem jest osiągnąć dokładność pomiaru 1 cm i potwierdzić pion albo wykazać odchył od pionu z dokładnością 5 stopni.
- Odnalezienie wszystkich czerwonych, żółtych i niebieskich kasków na placu budowy i wskazanie, gdzie one są. Jeśli kaski wiszą na dwumetrowych tyczkach, oznacza, że robotnicy je noszą na głowie, a jeśli są gdziekolwiek indziej – brygada nie przestrzega przepisów BHP.
- Wygenerowanie raportu online, na podstawie którego inspektor nadzoru wyda swoją decyzję.
Pobierz regulamin konkursu Droniada 2022
