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Es geht los – Wir sind beim RoboCup 2016

Die RoboCup WM findet dieses Jahr in Leipzig und somit quasi bei uns um die Ecke statt. Nach viel Arbeit in den letzten Wochen und Monaten geht es nun an den ersten Aufbautagen erst richtig los. Wir haben nicht nur neue Software, wir möchten auch unsere neue Roboterplattform ins Rennen schicken.

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Gerade akklimatisieren sich die Roboter und machen sich mit den Gegebenheiten wie Licht- und Bodenverhältnissen vertraut. Leider wurden einige der wenigen gekauften Teile nicht geliefert, sodass wir erstmal mit einem Provisorium vorlieb nehmen müssen. Bis zu den ersten Spielen ab Donnerstag bleibt noch einiges zu tun und anzupassen.

Unterstützt werden wir beim Bau der neuen Roboter durch die Firma Karl Dieringer aus Berlin Lankwitz. Diese ist spezialisiert auf Blechbearbeitung und ermöglicht uns die Aluminiumteile zu fertigen.

Schon unser Prototyp wurde mit Hilfe der Firma hergestellt. Im regelmäßigem Austausch über die Machbarkeit der Teilefertigung konnten wir die Fehler des Prototyps beheben. Neben einem angepassten Design der Unterschenkel, welches uns größere Bewegungsmöglichkeiten bietet und einigen Kleinigkeiten, wurde vor allem der komplette Oberkörper überarbeitet. Der Torso ist nun wesentlich schlanker und höher, bietet Platz für unsere Stromplatine, Erolf, einen 5-Port Gigabit-Switch, Akku und zwei Odroid XU4.

Die neuen Roboter kommen auf eine Größe von ca. 76cm. Im Vergleich zu unseren alten Robotern eine Steigerung um fast 20%.

Bericht RoboCup IranOpen 2016

Nun da alle Roboter und Roboterbauer wieder sicher im Labor angekommen sind, ist es ein guter Zeitpunkt die diesjährigen IranOpen kurz Revue passieren zu lassen.

Die Vorbereitungstage liefen relativ routiniert ab. Ursprünglich hatten wir geplant unser neues Robotermodell zu testen, aber auf Grund von noch nicht gelieferten Bauteilen musste unser neuer Teamzuwachs in Berlin bleiben. Da Ada, John und Co bereits abgeklärte Fußballspieler sind, traten keine größeren Probleme bei den Vorbereitungen auf. Insgesamt traten 6 Teams an, aufgeteilt in 2 Gruppen. Die iranischen Teams Parand, AEHuman und MRL bildeten die erste Gruppe, die Bold Hearts aus England, die Hamburger BitBots und wir die zweite.

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Im ersten Spiel gegen die Bold Hearts zeigten sich unsere Roboter von ihrer besten Seite und bestritten eines unserer erfolgreichsten Spiele der Teamgeschichte. 5:0 zeigte die Anzeigetafel nach 20 Minuten Spielzeit. Emmy und Ada hatten drei solide Tore erspielt und auch John, eigentlich unser Torwart aber in der zweiten Spielhälfte offensiv eingesetzt, konnte zwei Treffer landen. Der Auftakt in der Gruppenphase schien gelungen.

Das folgende Match gegen die BitBots verlief leider nicht so gut. Dank WLAN-Problemen erhielt kein einziger Roboter auf dem Spielfeld ein Signal und effektiv kam 13 Minuten lang kein Spiel zustande. Wir können zwar auch einzelne Roboter unabhängig von Kommandos der Game Controller-Software spielen lassen, aber Emmy schaffte es nicht alleine 4 BitBots auszudribbeln. In der verbleibenden Zeit kamen wir zwar mehrmals bis fast an die Torlinie der Hamburger, der Ball wollte aber einfach nicht ins Tor rollen. Es blieb bei einem 0:0. Da die Partie BitBots vs Bold Hearts ebenfalls torlos endete, zogen wir als Gruppenerster in das Halbfinale ein.

Basierend auf den Ergebnissen der Gruppenphase und der Zwischenrunden standen uns erneut die Bold Hearts gegenüber. Auch wenn nur zwei ihrer Teammitglieder angereist waren, so ist das Team dafür bekannt die Leistung der Roboter quasi über Nacht durch kreative Hacks im Code stark steigern zu können. So auch dieses Mal. Die Darwin-Roboter der Briten spielten besser als in der Vorrunde. Im Gegensatz dazu hatten unsere Spieler leider sehr viel Pech. Ein vorher nicht aufgetretener Softwarebug ließ bei allen Spielern die Software abstürzen sobald sie ihre Aufsteh-Motion beendet hatten. Ein Roboter der hinfiel, musste also aus dem Spiel genommen werden und erhielt eine Zeitstrafe. Ada hatte zusätzlich einen Getriebeschaden im Arm erlitten welcher zusammen mit einem kaputten Kabel zu einer Überlastung des Stromkreislaufes führte. Bei bestimmten Bewegungen brannte ihr einfach die Sicherung durch und obwohl diese in nur 14 Sekunden gewechselt werden konnte, war Ada so nicht spielfähig. John weigerte sich hartnäckig ein vernünftiges Modell der Torpositionen aufzubauen und trug somit nur begrenzt zum Spiel bei. Am Ende der Verlängerung lag der Ball zwar sieben Mal im britschen Strafraum, aber es blieb beim 0:0.
Im Elfmeterschießen schlugen uns die Bold Hearts dann verdient 2:1. Das Spiel war trotz allem sehr spannend und wie von den Bold Hearts gewohnt sehr fair. Jetzt blieb uns nur noch das kleine Finale um die Teamehre zu retten.

Der Abend wurde genutzt um den Robotern besonders viel Aufmerksamkeit zukommen zu lassen. Vor allem Ada und Emmy wurden intensiv gewartet und gepflegt. Am letzten Tag der Veranstaltung spielten wir wieder gegen die BitBots die dieses Mal wieder mit vier Robotern antraten, inklusive ihrem neuen Modell HULK. Unsere Spieler hatten die Zuwendung anscheinend wohlwollend angenommen und zeigten wieder was sie eigentlich leisten können. Vor allem Ada und Emmy spielten stark und konnten den Ball mehrmals durch die enge Verteidigung der Hamburger dribbeln. Mit einem Ergebnis von 2:0 war uns der dritte Platz dann sicher.

 

Zusätzlich zu den Spielen konnten die Teams sich in einer technical challenge messen. In der Vergangenheit waren dies Aufgaben wie ein korrekter Einwurf oder Springen des Roboters. Da es im Iran eine eigene Liga für Minenräumroboter gibt, konnten wir austesten wie gut unsere Spieler auf unebenem Untergrund laufen. Der Testbereich war mit grobem Schotter und Sand sowie allerlei Hindernissen wie Stacheldraht, Äste, Felsen oder Minen ausgefüllt. Während Emmy auf Sand durchaus stabil lief, so stellte sie der Schotter vor etwas größere Probleme da ihre kleinen Füße zwischen den Steinen einsinken konnten. Sie lief zwar über das Schotterfeld, jedoch nicht sehr schnell.

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Insgesamt kann das Team zufrieden sein. Die neuen Teammitglieder Tanja und Arne haben erste Turniererfahrung gesammelt und auch Ju, ausgeliehen von den BitBots, konnte sich gut in das Team integrieren. In der Liga fielen neun Tore in der regulären Spielzeit, sieben davon erzielten wir. Ebenso wurde die Technical Challenge gemeistert. Unser Fokus kann jetzt also auf dem neuen Robotermodell und den Vorbereitungen für den RoboCup in Leipzig liegen.

Abgesehen vom Wettbewerb haben wir die Gastfreundschaft der Iraner sehr genossen und konnten einen interessanten Eindruck der Kultur erhalten. Insgesamt eine spannende Reise!

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Puppenspiel für Erwachsene

In der Vergangenheit konnten die FUmanoids sich immer wieder einen gewissen Ruf erarbeiten. Hard- und Software jede Saison durch kleine Änderungen optimieren? Nicht doch! Lieber wird, zum Teil unter nicht unerheblichem Zeitdruck, eine neue Roboterserie ins Rennen geschickt oder essentielle Teile der Software verworfen und neu geschrieben. Dieses Jahr wird keine Ausnahme darstellen.

Eine neue Generation Roboter erblickt das Licht der Welt und muss laufen lernen. Nicht genug, damit entsteht auch das gesamte Software-Framework und die Bewegungssteuerung neu. Die Bewegungen des Roboters werden nun von einer inversen Kinematik gesteuert, welche uns als Programmierern viele neue Möglichkeiten bietet.
Eine davon in diesem Video demonstriert:

Das Handy ist per WLAN mit dem Roboter verbunden und mit der linken Hand des Roboters synchronisiert. Das Gyroskop des Telefons erfasst die Neigungsänderungen desselben und übermittelt sie an unseren Roboter. Dieser versucht nun die Bewegungen des Handys mit seiner linken Hand nachzumachen. Dabei erhält der Roboter nur die gewünschte Zielposition für seine Hand; wie er seine Gelenke bewegen muss, um die Position zu erreichen, ermittelt er selbst. Es ist uns möglich dieses Verfahren für jede Extremität unseres kleinen Metallkerlchens anzuwenden.

Mit mehreren Telefonen sollten man den Roboter wie eine Puppe steuern können. Gesetzt den Fall die Menschen schaffen es ihre Aktionen zu koordinieren. Im Bereich des Teambuildings finden sich also sicherlich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten….

Neue Stromplatine (ja, schon wieder!)

Die FUmanoids haben es schon wieder schon wieder getan!

Jahre nach der offiziellen und Jahre  vor der tatsächlichen Eröffnung des neuen Berliner Flughafens haben die FUmanoids ein neues Stück Hardware entwickelt und fertiggestellt.
Unsere neue Stromversorgungsplatine funktioniert sehr sehr gut. Summa summarum haben wir sogar weniger als eine Woche benötigt, die Platinen zu bestücken und die Software dafür zu entwickeln. Und jetzt haben wir eine neue Stromversorung für die 5V-Domäne der Roboter, die DEUTLICH mehr Wumms hat als die Alte!

The new PowerSupply board (Banana for scale)

The new PowerSupply board (Banana for scale)

Hier die wichtigsten Änderungen an der Platine:

  • Wir haben diesen riesigen DC/DC-Wandler durch einen kleineren, viel kräftigeren (10A vs 1A!) ersetzt.
  • Der alte AVR-Prozessor ist einem ARM-Cortex-M0 gewichen. Das bringt Vorteile:
    • In curcuit programming
    • wir können viel schneller rechnen und reagieren! (48MHz vs 16Mhz und 32Bit vs 8Bit)
    • der Prozessor ist viel kleiner
    • 12Bit ADCs anstelle von 10Bit
    • DMAs, die die Interruptlast dramatisch reduzieren.
  • Wir können jetzt zusätzlich zur Spannung an den Spannungsdomänen auch die Ströme messen, die darüber abfließen. Außerdem können wir sogar rückwärtsströme messen (BEMF) und darauf reagieren.

Die Platine wurde uns von der Firma LeitON gefertigt und gesponsort. Wir wollen uns an dieser Stelle nocheinmal herzlich dafür bedanken.

Die Schaltpläne, Designs und den Code könnt ihr hier finden: http://www.fumanoids.de/hardware/powerboard/

Außerdem arbeiten wir gerade an einer ganzen Menge anderer spannender Dinge, die hoffentlich regelmäßig fertig werden, damit dieser Blog hier wieder etwas belebt werden kann.

Wahnsinn! Neuer FUmanoid Roboter noch vor BER fertiggestellt!

Sie haben es schon wieder getan! Die FUmanoids genießen im Ausland den Ruf jede Saison sehr viel in ihrem Projekt umzukrempeln und immer wieder mit vielen neuen Ideen aufzutreten. Während die vergangene Saison tiefgreifende Änderungen in der Software hervorbrachte, ist es jetzt wieder einmal Zeit gewesen, die Hardware leicht zu modifizieren. Das Ergebnis ist ein komplett neuer Roboter. Gerade einmal eine Stunde vor Abfahrt zum diesjährigen wissenschaftlichen Austausch in Hamburg, dem RoHow 2015, kamen die benötigten Aluminiumteile im Labor an. Freitag Abend und Samstag über wurde der neue Roboter dann vor Ort zusammengeschaubt, Kabel gecrimpt, Akkus gelötet und gebangt, ob das neueste Teamitglied bereits beim ersten Versuch aufrecht stehen würde.

Samstag Abend um 20:00 kam dann der erleichternde Moment. Mit frisch aufgeladenem Akku erwachte unser bis dato größtes Metallmännchen zum Leben und piepste die uns vertraute Melodie während er sich aufrichtete. Die größte Veränderung ist die Beinkonstruktion: die Parallelkinematik, also die Bedingung, dass die Füße konstruktionsbedingt immer parallel zum Boden ausgerichtet sind, wurde aufgegeben, da sich die Anforderungen in den letzten Jahren verändert haben. Ebenso wurde die Hüftkonstruktion, welche eines unserer bisherigen Alleinstellungsmerkmale war, zugunsten einer konservativeren Konstruktion aufgegeben. Unser Team verspricht sich davon ein stabileres Laufen und die Möglichkeit kraftvolle Torschüsse auszuführen. Erste Tests waren bereits erfolgreich.
Auch wenn natürlich bereits Ideen für Verbesserungen aus allen heraussprudelten, so sind doch alle erleichtert, dass das Gesamtkonzept aufgeht und die FUmanoids nun für die kommende Saison gewappnet sind.

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It’s been a while

Auf diesem Blog ist es etwas ruhig geworden und das obwohl viele spannende Dinge seit der WM passiert sind!

Zuallererst sollte gesagt werden, dass wir natürlich allesamt (Menschen wie Roboter) gut in Deutschland angekommen sind. Im Gegensatz zu den meisten anderen Teams hatten wir dabei keine Probleme mit Verspätungen, Flügen, „Sicherheitskontrollen“, Zoll und den sonstigen Schikanen, die Menschmaschinen sonst abhalten bequem zu fliegen.

Wie auch immer, wir sind mit mehreren Erkenntnissen aus China wiedergekommen, von denen die wichtigsten sind: „Sehen können wir ziemlich gut! Das ist cool…“ und „Laufen können wir ziemlich schlecht! Das ist uncool…“
WIE wichtig das Laufen für ein erfolgreiches Turnier ist mussten wir quasi auf die harte Tour lernen. Aber zur Verteidigung unserer Software ist anzumerken, dass unsere Hardware inzwischen sehr alt ist. Die meisten Servomotoren sind ungefähr 7 Jahre alt und dementsprechend ausgenuddelt (Fachterminus!).
Es muss also neue Hardware her. Bei der Gelegenheit wollen wir uns auch von der Parallelkinematik verabschieden. Also unserer etwas exotischen Beinkonstruktion. Vor vielen Jahren war diese Konstruktion mal eine gute Idee, aber inzwischen gibt es die Probleme nicht mehr, die wir mit der Parallelkinematik lösen wollten.

Bei der Gelegenheit werden wir auch gleich einen neuen Torso entwerfen, den Hauptcomputer upgraden und eine neue Stromplatine bauen, die den neuen Hauptcomputer und eventuell noch andere Hardware mit stabilen 5V (und 10A) versorgen kann. An dieser Stelle sei ein herzlicher Dank an die Firma LeitOn GmbH gerichtet, die für uns die Platine fertigen und die Kosten übernehmen! Der Formfaktor der Platine wird dabei der gleiche sein, wie bei der – noch – aktuellen.
Hier die wichtigsten Features:

  • wandelt alles zwischen 6V und 20V in 5V bei 10A maximalem Ausgangsstrom
  • permanente Überwachung der Akku-, 5V und Servospannungen
  • permanente Überwachung der Ströme auf der 5V- und Servodomäne
  • seperates An- und Abschalten (damit auch Neustarten) der 5V- und Servodomäne
  • Serielle Kommunikation über den Systemzustand nach außen via einer Seriellen Schnittstelle (3,3V bis 5V)
  • hat eine tolle helle RGB-LED, mit der die Akkuspannung angezeigt werden
  • integrierter ARM Cortex-M0 Prozessor (Programmierbar über SWD)
  • eingefräste Zugentlastung, damit werden wir diese frickelige Lüsterklemme los

Nochmals einen herzlichen Dank an LeitOn GmbH für die Fertigung! Ende der kommenden Woche oder Anfang der darauffolgenden sollen wir die Platinen dann bekommen, belöten und ausprobieren. Dann gibt es auch ein paar Bilder.

 

Aus die Maus!

Die FUmanoids haben leider den Einzug ins Halbfinale verpasst. Der Traum vom Weltmeister ist ausgeträumt. In einem spannenden Spiel ist uns die Heimmannschaft ZJU Dancers in jedem Sinne davon gelaufen.

Overview Kickoff

Overview Kickoff

Fangen wir mit dem Positiven an: Wir haben aus jeder Ecke des Spielfeldes den Ball und das Tor gesehen. Die Gegner liefen mit dem Ball nur wesentlich stabiler. So kam es zur ersten Chance. Die Dancers dribbelten aufs Tor. Emmy entschied sich, als Goalie nicht den Gegner in seinem Dribbling zu unterbrechen und verschwand im Tor. Somit kam es in der ersten Halbzeit schon zur 1:0 Führung für die Dancers. Nach dem Anstoß hat Ada die Offensive gewagt, blieb jedoch beim gegnerischen Spieler hängen. Dieser konnte fast das 2:0 dribbeln, rannte aber am Tor vorbei. Aufatmen. Letztes Spiel haben wir auch 1:1 gespielt. Das könnte noch was werden!
Zweite Halbzeit. Wir dribbeln ins Feld. Kommen aber nicht bis zum Tor und kassieren nach einem rasanten Konter fast den Gegentreffer. Nur Emmy aka „der Stein“ konnte das 2 zu 0 durch einen stabilen Stand verhindern. Da war dann auch schon das Spiel vorbei.

..luckily Emmy "The Rock" prevented the goal

Konter der Dancer

Wir sind raus und die ZJU Dancer sind am Ende des Tages nach einem weiteren Sieg verdient im Finale.

Teamphoto mit den ZJU Dancers

Teamphoto mit den ZJU Dancers

Zur Technical Challenge ist Ada dann noch einmal angetreten und musste Schläge gegen den Oberkörper ertragen, ohne hinzufallen. Durch die neue inverse Kinematik sah sie dabei gar nicht mal so schlecht aus!

Fortunately there's a bottle around it!

Throwing sand at Ada

Die Challenge, einen anrollenden Ball ins Tor zu kicken, konnte unter den Augen der Schiris leider nicht gemeistert werden. Immerhin hat es ein mal vorher geklappt, hier der Videobeweis:

Tor!!!

Technical Challenge (GIF-Animation)

Morgen gibt es das Finalspiel, die ZJU Dancers gegen die CIT Brains, ein spannendes Match auf vermutlich höchstem Niveau!

FUmanoids im Viertelfinale!

Kurze Zusammenfassung, es war ein langer Tag und morgen geht’s früh raus:
1. Spiel gegen die Wolves: 2:0 gewonnen, Ada war gut drauf und zu Fuß und zweifache Torschützin!
Damit waren wir sicher in der zweiten Gruppenphase.

Grrrrr!

Faceoff mit den Wolves!

2. Spiel gegen die CIT Brains (Japan): Den Top-Favoriten des Turniers konnten wir besonders in der ersten Halbzeit noch gut Paroli bieten. Da beide Teams den Ball gut erkennen und auf ihn zu laufen konnten, auf die Gegner dabei jedoch keine Rücksicht nahmen, gab es viele Stürze und Verletzungen (zwei gebrochene, nur noch am Kabel baumelnde Arme auf unserer Seite..).

Waaah, Timeout!

Operation: Der Arm muss ersetzt werden!

Die Brains haben mit ihrem starken Schuss und schnellen Laufen dann doch die Nase vorn gehabt und insgesamt zwei Tore erzielt.

Come at me, bro!

Duell mit den CIT Brains

3. Spiel gegen KUDOS (Südkorea): In diesem Spiel hat vieles nicht so gut geklappt wie bei den anderen beiden, in denen die Ball- und Torerkennung sowie das Laufen gut war wie selten. So ist nicht sonderlich viel passiert, am Ende gab es ein erlösendes Tor, wieder von Ada.

Auf einmal war da so'n Riesenroboter :O

Die Sicht auf das Spiel vom KUDOS-Tor

Somit sind wir Gruppenzweiter und dürfen uns auf ein Wiedersehen mit den ZJUDancers (China) freuen, auf die wir morgen früh im Viertelfinale treffen.

Smile!

Gruppenfoto aller Größen der Humanoid-Liga

Erster Spieltag, Erstes Tor!

Nachdem das erste Spiel heute morgen gegen das Team RoboFEI-HT aus Brasilien 0:0 geendet hatte, konnte John im zweiten Spiel unser erstes Tor erzielen!

so much to do!

Kalibrieren vor dem Spiel

Während im ersten Spiel noch große Probleme, z.B. beim Aufstehen bestanden, waren diese im zweiten größtenteils behoben. Auch sonst waren die FUmanoids recht zufrieden, O-Ton Robothandler: „War ganz geil.“

Team FUmanoid during the game

Die FUmanoids während des Spiels

In atemberaubend spannender Manier erzielte John in den letzten Sekunden der ersten Halbzeit die Führung durch beständiges Dribbeln Richtung Tor.

omg so fast

John Dribbelt zum Tor (GIF-Animation)

Eine Schwäche in unserer Abwehr (die fand gerade nicht statt) wurde prompt ausgenutzt und die ZJUDancer (China) konnten durch schnelles Dribbling in unser Tor ausgleichen.
Die ZJUDancer sind eines der Favoritenteams des Turniers und somit kann das erreichte Unentschieden 1:1 als Erfolg verbucht werden.

Dankeschön an unsere Sponsoren <3

Roboterbehandlung

Das Turnier geht weiter, es gibt viel zu tun, die Baustellen werden nicht weniger, und morgen gibt es das nächste Spiel gegen die Wolves und ein eventuelles Relegationsspiel.

Wenigstens im farbkalibrierten Bild ist das Tor noch gelb..

Kalibrieren des Tores

RoboCup 2015: Setup Tag 1

Nach knapp dreißig Stunden Anreise und sehr wenig Schlaf hatten die FUmanoids es am Donnerstag Abend (Ortszeit) geschafft: Alle 16 Humanoiden des Teams (davon zehn, die ihre Beine leider nicht hatten abschrauben können) hatten im Hotel in Hefei, China, eingecheckt und fielen sofort ins Bett.
Die Flugzeit wurde überbrückt durch Getränke, Spiele, Filme und natürlich etwas Programmieren.

Auch in 10 km Höhe gibt es Bugs, die gefixt werden wollen

Auch über den Wolken gibt es Bugs, die gefixt werden wollen

Gestern, Freitag, ging es dann in die Halle und wir konnten endlich die Spielfelder begutachten. Das ist insofern spannend, als dass der dieses Jahr eingeführte Kunstrasen von Wettbewerb zu Wettbewerb unterschiedlich ausfällt.
Hier ist er zwar nicht so dicht und weich wie in Magdeburg (German Open 2015), dafür gibt es ab und zu Unebenheiten, die gemeistert werden müssen.

Emmy beim Training

Emmy beim Training

Spannend zu sehen sind vor allem die anderen Teams aus der ganzen Welt, deren Roboter teils auf einem enormen Niveau laufen und schießen.

Teams Preparing on the Field

Teams bei der Vorbereitung

Testing, Fixing, Testing, Fixing...

Testen, Fixen, Testen, Fixen…

Auf der Seite der RoboCup Humanoid League sind alle teilnehmenden Teams aufgelistet (inklusive Bewerbungsvideos!), hier können ab morgen dann auch die Ergebnisse der Spiele eingesehen werden.

Bald mehr, schönen Gruß aus China!