ساخت دروازه‌بان رباتیک با دوربین‌های OptiTrack؛ شکست تکنولوژی در برابر کریستیانو رونالدو

به گفته hackster

آیا یک فوتبالیست فوق‌العاده می‌تواند برابر یک ربات دروازه‌بان تخصصی موفق شود؟

من آمریکایی‌ام و تا امروز هرگز یک مسابقه فوتبال تماشا نکرده‌ام. اما می‌دانم که Cristiano Ronaldo بازیکن بسیار خوبی است. پرسش این است که آیا او آن‌قدر خوب هست که به دروازه‌بان رباتیک Mark Rober گل بزند.

حتی اگر هیچ‌وقت فوتبال ندیده باشید، دو نکته روشن است: وظیفه دروازه‌بان جلوگیری از ورود توپ به دروازه است و خودِ دروازه بسیار بزرگ است. بنابراین دروازه‌بان باید مدام جابه‌جا شود، تاکتیک‌های مهاجمان و مسیر حرکت توپ را پیش‌بینی کند و کل دهانه دروازه را پوشش دهد. پیاده‌سازی چنین رفتاری با ربات ساده نیست و Rober با چالشی جدی روبه‌رو بود.

گام نخست Rober رهگیری موقعیت توپ در فضا و استفاده از آن برای محاسبه مسیر حرکت توپ بود. او از سامانه دوربین OptiTrack PrimeX 120 استفاده کرد: 12 دوربین با نرخ 500fps دور زمین نصب شد (بعدتر به 22 دوربین ارتقا یافت). این دوربین‌ها به‌دنبال برچسب‌های بازتابنده (retroreflective) روی توپ می‌گردند تا موقعیت آن را به‌دست آورند. با حداقل سه موقعیت، می‌توان مسیر بالستیک (ballistic trajectory) را محاسبه کرد—هرچند پیچش توپ و عوامل دیگر می‌توانند رفتارهای غیرقابل پیش‌بینی ایجاد کنند که پیش‌بینی‌شان بسیار دشوارتر است.

وقتی Rober تصویر نسبتاً دقیقی از محل ورود احتمالی توپ به چارچوب دروازه داشت، باید راهی برای بستن آن مسیر پیدا می‌کرد. او یک برش مقوایی هم‌اندازه انسان از خودش را روی ریل‌هایی نصب کرد که تمام عرض دروازه را می‌پوشانند. در اصل چیز پیچیده‌ای در کار نبود: چند موتور و کابل. اما سامانه آن‌قدر سریع حرکت می‌کند که در کسری از ثانیه به موقعیت مناسب می‌رسد.

آیا این کافی بود تا Ronaldo را به‌طور موفق و قابل اتکا متوقف کند؟ نه. Ronaldo دقیقاً به همین دلیل طرفداران بسیار دارد: او واقعاً در فوتبال فوق‌العاده است. او متوجه شد سامانه در لبه کناری دروازه یک شکاف کوچک باقی می‌گذارد، چون به اندازه کافی تا گوشه حرکت نمی‌کند. Ronaldo با مهارت استثنایی خود توپ را از همان شکاف عبور داد و به دروازه‌بان رباتیک گل زد.

با این حال، این ربات برای رویارویی با بازیکنان معمولی کاملاً کارآمد است.