Messe Magdeburg. 26. bis 28. April Besucher information.

Transkript

1 Messe Magdeburg 26. bis 28. April 2013 Besucher information

2 GruSSworte Dass Roboter Begeisterung und Emotionen auslösen können, weiß man in Hollywood schon lange. Was wäre etwa die Star Wars -Saga ohne den pfeifenden R2-D2 und seinen ängstlichen Blech-Kollegen C-3PO? Den großen Sympathiefaktor der zwei Schauspiel-Roboter hat natürlich auch Star Wars -Schöpfer George Lucas erkannt. Für ihn waren sie die eigentlichen Helden der Saga. Begeisterung für Roboter gibt es aber nicht nur in Hollywood-Filmen. Auch hier in Magdeburg stehen sie als Hauptdarsteller im Rampenlicht. Zum vierten Mal hat die Landeshauptstadt nun schon den Zuschlag für die RoboCup German Open erhalten. Dazu meinen herzlichen Glückwunsch. Dieser Erfolg zeigt, dass Magdeburg in der RoboCup-Gemeinde einen sehr guten Ruf genießt. Der RoboCup ermöglicht faszinierende Einblicke in die Welt der Technik. Wer mit Spaß lernt und merkt, dass Wissenschaft attraktiv und spannend ist, der kann sich auch für ein ingenieurwissenschaftliches Studium begeistern. Dies ist auch für die heimische Wirtschaft von Bedeutung, in der das Thema Robotik eine immer größere Rolle spielt. Aus diesen Gründen habe ich in diesem Jahr erneut sehr gern die Schirmherrschaft über die RoboCup German Open übernommen. Auch Magdeburg profitiert vom größten nationalen RoboCup-Turnier. Als lebendige Wissenschaftsstadt wird sie sicher vielen Gästen im Gedächtnis bleiben. Mein besonderer Dank geht deshalb an die zahlreichen ehrenamtlichen Helfer sowie an Sponsoren und Förderer. Ich wünsche den vielen Teilnehmerinnen und Teilnehmern aus Deutschland und Europa viel Begeisterung und Erfolg. Prof. Dr. Birgitta Wolff Ministerin für Wissenschaft und Wirtschaft des Landes Sachsen-Anhalt 2

3 Herzlich willkommen zur Robocup German Open 2013 in Magdeburg! Zum vierten Mal in Folge sind wir Gastgeber für den internationalen Treffpunkt der Roboterforscher, den wir gemeinsam mit dem RoboCup Nationalkomitee und der Otto-von-Guericke-Universität organisieren. Das Interesse an der RoboCup German Open ist ungebrochen. Darüber freuen wir uns sehr Schülerinnen und Schüler aus knapp 100 Standorten des gesamten Bundesgebietes wollten in diesem Jahr mitmachen und haben sich für die Qualifikation angemeldet, so viele wie nie zuvor. 520 Kinder und Jugendliche aus ganz Deutschland kommen nun Ende April nach Magdeburg. Auch im Major-Bereich sind wir in diesem Jahr internationaler als jemals zuvor. 43 Forscherteams aus 14 Ländern haben sich angemeldet und zeigen mit ihren zweibeinigen Fußballrobotern, den Service- und Rettungsrobotern hautnah den Stand der aktuellen Forschung. Ich lade Sie herzlich ein, besuchen Sie die RoboCup German Open. Erleben Sie wie kleine Roboter zu ausgefallenen Choreografien tanzen, drücken Sie den Schülerteams beim Robo-Fußball die Daumen und feuern Sie die Nao Mannschaften an. RoboCup steht für Technikbegeisterung, Teamarbeit und attraktive Nachwuchsförderung aber auch für anspruchsvolle Forschung und Lehre vor allem auf dem Gebiet der mobilen Robotik. Service-Roboter, Such- und Rettungsroboter sowie Roboter für industrielle Anwendungen geraten zunehmend in den Fokus und verändern das Profil des Wettbewerbs schrittweise in Richtung realer Anwendungen. Ich freue mich auf die zahlreichen Teams aus ganz Deutschland und der Welt. Wir können uns als Wissenschaftsstadt präsentieren und gleichzeitig Kindern und Jugendlichen aus der Region zeigen, dass Wissenschaft und Technik attraktiv und spannend ist. In Roboterschnupperkursen können Ihre Kinder selbst ausprobieren, wie Roboter aus herkömmlichen Bausätzen zusammengebaut und programmiert werden. Lassen Sie sich anstecken vom Roboterfieber! Dr. Lutz Trümper Oberbürgermeister 3

4 Plan Halle 1 MAJOR LIGEN A1 Workshops C1 B2 Teams 3D-Sim Rescue C2 Rescue Arena A2 Teams 3D-Sim A3 Catering C3 Teams Standard Platform D4 Humanoid C4 Standard Platform League Major Spielfeld Teambereich Workshop E1 Teams AtHome D1 Teams Rescue F3 Teams AtWork E2 AtHome Arena E3 AtWork Demo D3 Teams Humanoid E4 Festo Logistics League F4 Teams Logistics E5 Festo Logistics League 4

5 Standard Platform Liga In der Standard-Platform-Liga wird Fußball mit einer standardisierten Roboterplattform gespielt. Das bedeutet, dass alle Teams dieselbe Hardware einsetzen und sich nur in der entwickelten Software voneinander unterscheiden. Zum fünften Mal wird bei einer RoboCup German Open der humanoide Roboter Nao der Firma Aldebaran Robotics als einheitliche Platform eingesetzt. Teams aus fünf Naos spielen auf einem 9 x 6 m² großen Spielfeld gegeneinander. Die Roboter sind vollkommen autonom, können aber per WLAN miteinander kommunizieren und die Entscheidungen des Schiedsrichters empfangen. Die Roboter müssen strategisch gut verteilt werden, um die Spielfläche abzudecken und Passspiel zu ermöglichen. Aber auch die Stabilität und die Geschwindigkeit des zweibeinigen Laufens und der sonstigen Bewegungen sowie die Bestimmung und Verfolgung der Positionen der Roboter auf dem nun größeren Feld sind weiterhin Gegenstand aktueller Forschung. League Chair: Dr. Thomas Röfer, DFKI Bremen 5

6 Humanoid Liga In der Humanoid Liga spielen Roboter mit menschenähnlicher Form gegeneinander. Es werden Fußballspiele mit bis zu drei Spielern pro Mannschaft ausgetragen, die über WLAN miteinander kommunizieren dürfen. In den Technical Challenges demonstrieren die Roboter Fertigkeiten, die für das Spiel wichtig sind: Doppelpass, Dribbeln des Balls um Hindernisse und Einwurf. Bei fast allen humanoiden Robotern werden intelligente Aktuatoren eingesetzt. Mikrocontroller steuern bis zu zwei Dutzend dieser Motoren und werten die Sensoren des Roboters aus: bis zu zwei Kameras, Neigungssensoren, Kraftsensoren und Temperatursensoren. Die zweibeinigen Fußballroboter sind vollständig autonom. Eine besondere Herausforderung für die Roboter ist die Wahrung des Gleichgewichts im Lauf und beim Schuss. Geht ein Roboter zu Boden, muss er selbstständig wieder aufstehen. League Chair: Prof. Dr. Sven Behnke, Universität Bonn 6

7 3D-Soccer Simulation Liga In der Soccer-Simulation-Liga treten auf einem virtuellen Fußballfeld zwei Mannschaften mit jeweils elf Spielern gegeneinander an. Anders als im Computerspiel agieren die Spieler hier jedoch völlig autonom, d.h. ohne zentrale Kontrolle oder steuernde Eingriffe von außen. Jeder Spieler wird durch ein eigenes Softwareprogramm (einen so genannten Agenten) gesteuert. Die Simulation orientiert sich an den offiziellen Fußballregeln und den Gegebenheiten echter Spieler oder Roboter. So sind beispielsweise das Sichtfeld der simulierten Spieler und ihre Energiereserven begrenzt, und auch Wahrnehmung und Bewegungen sind zu einem gewissen Grad ungenau. Das wissenschaftliche Interesse der Simulationsligen liegt vor allem darin, Mechanismen zur kooperativen Lösung von komplexen Problemen zu entwickeln, sowie auf Strategien des Gegners sinnvoll zu reagieren. Das gelingt in den Simulationsligen besonders effizient, da vielfältiges Ausprobieren von Strategien und Vorgehensweisen besonders schnell und ohne Abnutzung von realen Robotern und damit besonders kostengünstig erfolgen kann. League Chair: Prof. Dr. Klaus Dorer, Hochschule Offenburg l Co-Chair: B. Sc. Simon Raffeiner, KIT Karlsruhe 7

8 Rescue Robot Liga In der Rescue-Robot-Liga operieren die von den internationalen Forscherteams entwickelten Roboter in einem nachgebildeten Katastrophenszenario, wie es sich beispielsweise nach einem Erdbeben oder einem Tsunami darstellt. Mit Hilfe vielfältiger Sensoren - Video-Kameras, Infrarot-Sensoren, 3D-Kameras, Laser-Scannern und Gassensoren müssen die Roboter möglichst autonom (also ohne Fernsteuerung) die in der Rescue-Arena versteckten, simulierten Opfer finden. Um möglichst realistische Bedingungen zu schaffen, liegen die Puppen auf Heizdecken, mit denen Körperwärme simuliert wird. Außerdem sprechen sie, bewegen sich und strömen Kohlendioxid aus, um den Atem nachzubilden. Die Forschungsschwerpunkte in der Rescue-Robot-Liga sind die Konstruktion möglichst geländegängiger und robuster Roboter, die Entwicklung von Verfahren zur gleichzeitigen Lokalisation und Kartierung in 2D und 3D, die automatische Auswertung der verschiedenen Sensordaten, sowie die Realisierung neuer Mensch-Maschine-Schnittstellen, mit denen der Bediener bei der Steuerung unterstützt wird. Die Rescue-Robot-Liga verdeutlicht die verstärkte Ausrichtung der RoboCup-Initiative auf praxisnahe Anwendungen. League Chair: Dr. Johannes Pellenz, BAAINBw Koblenz l Co-Chair: Adam Jacoff, NIST Gaithersburg, USA 8

9 In Zukunft sollen Serviceroboter sinnvolle und nützliche Aufgaben im Haushalt übernehmen können. Dazu benötigt ein Roboter gewisse Fähigkeiten, wie z.b. das Zurechtfinden in der eigenen Wohnung, das Erkennen und Greifen von gängigen Haushaltsgegenständen oder die natürliche Interaktion mit dem Menschen per Sprache. In der müssen die teilnehmenden Serviceroboter diese Fähigkeiten in verschiedenen Tests unter Beweis stellen. Die Arena ist dabei sehr an eine häusliche Umgebung, z.b. ein Apartment, angelehnt. Die einzelnen Testaufgaben beinhalten u.a. das Aufräumen eines Zimmers, die Unterstützung beim Wocheneinkauf oder die Bewirtung von Gästen auf einer Party. Neben solch fest definierten Aufgaben haben die Teams die Möglichkeit, in einer Open Challenge innovative und komplexe Fähigkeiten zu demonstrieren, die durch die vorangegangenen Tests nicht abgefragt werden. Die besondere Herausforderung für die liegt in der Entwicklung intelligenter Robotersysteme, die nicht nur unter Laborbedingungen, sondern auch in realen und authentischen Umgebungen robust und zuverlässig ihre Aufgaben erfüllen können. League Chair: Prof. Dr. Paul G. Plöger, Hochschule Bonn-Rhein-Sieg l Co-Chair: Dirk Holz, Universität Bonn 9

10 Festo Logistics Liga Bei der Logistics League sponsored by Festo (LLSF) handelt es sich um eine RoboCup Disziplin mit dem Vorbild eines industriellen Einsatzes. Ein aus bis zu drei mobilen Robotern bestehendes Team misst sich mit anderen Teams, eine logistische Aufgabe innerhalb einer vorgegebenen Zeit zu bearbeiten. Um diese Aufgabe bestmöglich lösen zu können, müssen die Roboter innerhalb der 6 mal 6 Meter großen Produktionshalle einen Materialfluss für die Herstellung eines Produktes aufbauen und optimieren. Die LLSF nutzt die mobile Roboterplattform Robotino der Fa. Festo, die als mechatronisches System ohne Konfigurationsaufwand eingesetzt werden kann. Für eine erfolgreiche Lösung der Herausforderungen bedarf es autonomer Multi-Agenten- Systeme, präziser Bewegungsvorgänge und Bildverarbeitung, sowie effizienter Dispositionsstrategien mit verlässlichen Handlings-Prozessen führt die LLSF eine Referee Box ein, die neben Schiedsrichtertätigkeiten auf lange Sicht die Funktion eines Leitstandes übernehmen soll. Der so mögliche Informationsfluss ist ein zentraler Schritt auf dem Weg die zukünftigen Anforderungen Autonomer Fahrerloser Transportsysteme (AFTS) im industriellen Umfeld darzustellen. League Chair: Dr. Ulrich Karras 10

11 Demonstration Die Demonstrationsliga befasst sich mit der Forschung und Entwicklung für den Einsatz von Robotern (mobilen Manipulatoren) im industriellen Kontext. Roboter sollen künftig komplexe Aufgaben in Zusammenarbeit mit Menschen erfüllen, beispielsweise bei der Fertigung, Automatisierung oder der allgemeinen Logistik. Reale industrielle Herausforderungen sollen die Grundlage für eine robuste mobile Manipulation bilden, die skalierbar, also in weitaus größerem Maßstab einsetzbar, sein soll. Der Roboter soll firm sein in den Disziplinen Navigation, Objekterkennung, Manipulation und Planung. League Chair: Nico Hochgeschwender, Hochschule Bonn-Rhein-Sieg 11

12 PLAN HALLE 2 ROBOCUP JUNIOR A1 Teams A B1 Teams C B2 Rescue A A2 Dance Bühne C4 Rescue B B4 InfoPoint A3 Teams B Spielfelder Junior Teambereich Aussteller D1 Teams E C1 Teams D D2 Teams F F4 Coach-Area C3 Soccer A B3 Soccer B Soccer 1:1 Bistro 12

13 RoboCup Junior Dance Dance ist derjenige Wettbewerb beim RoboCupJunior, der den größten Spielraum für die Konstruktion der Roboter und die Ausgestaltung einer Aufführung lässt. Anhand einer vom Team eigens kreierten Choreographie sollen sich die Roboter zur Musik bewegen. Meist lassen die Teams mehrere Roboter zu einer selbst zusammengestellten Musik tanzen. Manche Teams erzählen mit ihren Robotern eine ganze Geschichte nach und bringen auch sich selbst in ihr kleines Theaterstück mit ein. Eine selbstproduzierte Präsentation rundet den Auftritt des Teams ab. Eine mehrköpfige Expertenjury bewertet in dieser Disziplin insbesondere die Komplexität der Roboter, deren Programmierung, die Originalität der Idee und die sichere technische Umsetzung. Ligenorganisation: Gero Eckermann 13

14 RoboCup Junior Soccer In der Soccer-Disziplin des RoboCupJunior-Wettbewerbes geht es wie bei den Robotern der Wissenschaftler darum, einen Roboter zu bauen, der sich selbstständig auf dem Spielfeld orientieren, den Ball finden und natürlich Tore schießen kann. Der Ball sendet Infrarot-Licht aus, so dass er mit den Infrarot-Sensoren des Roboters erkannt werden kann. Manche Teams nutzen einen Kompass, um die Orientierung des Roboters auf dem Spielfeld festzustellen. Fortgeschrittene Teams in der Soccer Liga konstruieren Roboter mit ausgefeilten Ballführungs- und Schussvorrichtungen. Ligenorganisation: Denny Dittmann, Torsten Becker, Marco Dankel, Tankred Roth 14

15 RoboCup Junior Rescue Bei der Rescue-Disziplin müssen die Roboter so programmiert werden, dass sie auf einem Parcours einer schwarzen Linie folgen, Hindernissen ausweichen und am Ende des Parcours ein Opfer erkennen und bergen. Der Parcours umfasst ein Labyrinth und eine steile Rampe. Eine zusätzliche Schwierigkeit stellen Hindernisse auf dem Parcours dar, die von den Robotern geschickt umfahren werden müssen. Die Aufgaben sind vereinfachte Fragestellungen, wie sie in der Forschung und Entwicklung von echten Such- und Rettungsrobotern gelöst werden müssen. Auch sie müssen im unwegsamen Gelände bei menschenfeindlichen Umweltbedingungen Verschüttete suchen und Hinweise für Rettungskräfte geben. Ligenorganisation: Tom Grope, Christoph Doell, Martin Krause 15

16 Workshops Das Wochenende der RoboCup German Open bietet Besuchern und Teilnehmern ein kostenfreies Workshop-Programm. Die Kurse finden im Workshopbereich der Halle 1 statt. Roboterschnupperkurse mit Lego Mindstorms NXT. Baue Deinen eigenen Roboter und programmiere ihn. Eine Einführung für Mädchen und Jungen im Alter von 10 bis 15 Jahren. Es sind keine Vorkenntnisse erforderlich. Einführung in die Kleinsteuerung Nanoline. Eine kinderleichte Einführung in echte Steuerungstechnik für Mädchen und Jungen im Alter von 10 bis 15 Jahren. Es sind keine Vorkenntnisse erforderlich. Programmiere den humanoiden Roboter NAO zum besten Torhüter! In einstündigen, kostenlosen Workshops zu verschiedenen Themen können Sie mehr zu den Grundlagen der Programmierung und zu den Einsatzbereichen von NAO erfahren. Eine Anmeldung zu den kostenfreien Workshops ist unter erforderlich. Mit freundlicher Unterstützung der ÖSA Versicherungen 16

17 Aussteller Halle 1 Halle 2 Seit 1980 entwickelt LEGO Education Lernkonzepte mit Lehrplanbezug für Lehrer und Schüler weltweit. Auf der RoboCup German Open wird die neue LEGO MINDSTORMS Education EV3 Platform vorgestellt, die dritte Generation der für den Schulunterricht konzipierten LEGO Education Robotik-Technologie. Die LPE Technische Medien GmbH entwickelt und vertreibt seit 25 Jahren innovative Lehr- und Lernmittel für den naturwissenschaftlich-technischen Unterricht an allgemeinbildenden Schulen. Seit September 2012 vertreibt das Unternehmen den Roboter Nao im deutschsprachigen Raum. nodna GmbH begann 2003 mit der Entwicklung und dem Bau von Teen Size Humanoid Robots und dem Vertrieb von Spezialkomponenten für Schulungs-, Forschungs-und Aufklärungsroboter. Die mehrfach national und international preisgekrönte Firma beliefert inzwischen die Top Unternehmen dieser Welt und ist einer der größten Robotik Anbieter in diesem Markt in Europa. Die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg ist als Kooperationspartner der RoboCup German Open mit einem Stand zur Studienwerbung vertreten und stellt den Teilnehmenden und Besuchern aktuelle Projekte aus der laufenden Forschungsarbeit vor. 17

18 Besucherzeitplan Freitag, 26. April 2013 von 10 bis 18 Uhr 10:00 Uhr...Eröffnung (Halle 2, Dance Bühne) 10:30 bis 18:00 Uhr...Wettbewerbe in beiden Hallen 12:00, 14:00, 16:00 Uhr...Führungen (Treffpunkt in Halle 1 Workshopbereich) Samstag, 27. April 2013 von 10 bis 18 Uhr 10:00 bis 18:00 Uhr...Wettbewerbe in beiden Hallen 10:00, 12:00, 14:00, 16:00 Uhr...Führungen (Treffpunkt in Halle 1 Workshopbereich) Sonntag, 28. April 2013 von 10 bis 17 Uhr 10:00 bis 13:00 Uhr...RoboCup Junior Finalrunden (Halle 2) 14:00 Uhr...Siegerehrung RoboCup Junior (Halle 2, Dance Bühne) 10:00 bis 15:00 Uhr...RoboCup Major Finalrunden (Halle 1) 16:00 Uhr...Siegerehrung RoboCup Major (Halle 1, SPL Feld) 10:00, 12:00, 14:00 Uhr...Führungen (Treffpunkt in Halle 1 Workshopbereich) Workshops: Roboterschnupperkurse mit Lego Mindstorms NXT. Einführung in die Kleinsteuerung Nanoline. Programmiere den humanoiden Roboter NAO zum besten Torhüter! Eine Anmeldung zu den kostenfreien Workshops in Halle 1 ist unter erforderlich. Eintrittspreise Der Eintritt ist an allen Tagen frei. 18

19 IMPRESSUM Das RoboCup Nationalkomitee repräsentiert die deutschen Teams in der internationalen RoboCup Federation und ist ideeler Träger der deutschen RoboCup-Veranstaltungen und auch der RoboCup German Open. Die städtischen Aktivitäten zur RoboCup German Open werden im Büro des Oberbürgermeisters durch Dr. Puchta und Frau Lehmann vom Team Wissenschaft koordiniert. Die fachliche Konzeption, Koordination und Projektleitung liegt wie in den Vorjahren bei Dr. Bredenfeld, Chair der RoboCup German Open. Ein bewährtes Team von Studierenden, Mitarbeitern und Freiwilligen der Universität organisiert den RoboCup Junior Wettbewerb im Rahmen einer Kooperation mit der Otto-von-Guericke Universität Magdeburg. Die RoboCup German Open wird durch die Unterstützung von vielen Sponsoren, Förderern und Partnern ermöglicht. Veranstalter Landeshauptstadt Magdeburg Büro des Oberbürgermeisters Team Wissenschaft Dr. Klaus Puchta und Janine Lehmann Rathaus Alter Markt Magdeburg Tel.: Projektkoordination Dr. Bredenfeld UG (haftungsbeschränkt) Werner-Heisenberg-Str Magdeburg Tel.: info@robocupgermanopen.de Fotos: S. 3: Andreas Lander, S. 5 & S. 8: Dirk Mahler, S. 9: Universität Bonn, S. 16: Aldebaran Robotics 19

20