Студенты Университета ИТМО в составе команды JBRRussia от JetBrains Research выиграли соревнования на международной конференции робототехники ICRA2019

ICRA2019 это международная конференция по робототехнике и автоматизации, проходившая с 20 по 24 мая в Монреале. В этом году организаторы добавили в программу мероприятия AI Driving Olympics соревнования по применению технологий ИИ в управлении беспилотным транспортом. Абсолютным победителем олимпиады стала команда JBRRussia, представляющая компанию JetBrains Research. Командой из девяти человек руководил Кирилл Кринкин, пятеро из них студенты факультета систем управления и робототехники Университета ИТМО.

Duckiebots. Источник: blog.hackster.io

О формате олимпиады

AI Driving Olympics, проходившие в ходе конференции в Монреале, отличаются от многих других состязаний по робототехнике сопричастностью с Duckietown. Это открытый исследовательский проект в области автономно управляемых роботов. Любой человек может участвовать в этой научной инициативе и предлагать собственные решения по программированию.

Проект состоит из двух частей: Duckiebots — недорогие мобильные роботы с камерой «рыбий глаз», построенные почти полностью из готовых деталей, и Duckietowns — игрушечные модели городов с дорогами из секционных гимнастических ковриков, домами, перекрестками и знаками для навигации. Задача исследователей состоит в том, чтобы запрограммировать роботов на максимально успешные прохождение маршрутов и ориентацию в городе. Приставка duck во всех названиях появилась благодаря использованию в проекте резиновых уточек.

Изначально Duckietown создали сотрудники Массачусетского Технологического Института (MIT) как учебно-исследовательскую площадку в области алгоритмов автономных автомобилей в 2016 году. Как проводились первые соревнования, можно посмотреть в ролике Dockumentary.

AI Driving Olympics. Источник: icra2019.org
AI Driving Olympics. Источник: icra2019.org

Открытость Duckietown заключается в том, что все желающие могут принимать участие в проекте из любой точки мира. Достаточно построить собственный полигон, собрать роботов и начать писать алгоритмы. Все исходники доступны на GitHub. В дальнейшем созданные алгоритмы, возможно, начнут использоваться в подготовке беспилотных автомобилей — их цифровая архитектура очень похожа на Duckiebots.  

ICRA2019: подготовка и победа

С 2016 года формат обрел популярность по всему миру, и разработками Duckietown занялись в самых разных компаниях, в том числе в петербургском JetBrains Research. Это объединение научных групп в разных областях знаний, созданное компанией JetBrains. Оно помогает учёным и исследовательским группам сосредоточиться на своих изысканиях и творческой работе, не отвлекаясь на поиск грантов и другие организационные вопросы.

Именно там проходили зимнюю практику студенты третьего курса бакалавриата факультета систем управления и робототехники Александр Караваев, Полина Носкова, Ал-Наим Рами, Егор Замотаев и Олег Суздалев. Они начали разрабатывать алгоритмы для Duckiebots во время практики, а затем продолжили в Университете ИТМО в отдельном помещении и под руководством доцента факультета СУиР Университета ИТМО Александра Капитонова. В собственной лаборатории команда построила макет города и продолжили писать код с целью участия в соревнованиях на ICRA2019.

Александр Караваев
Александр Караваев

«Сотрдуники Jetbrains Research еще до нашей практики натренировали на симуляторе нейронную сеть для семантической сегментации. Это специальный алгоритм, который сегментирует изображение с камеры бота. Допустим, у нас есть картинка дороги, и именно сеть присваивает каждому пикселю собственный класс: либо белая полоса, либо знак, либо утка, которую нужно объехать. Получается, компьютер сам обрабатывает изображение, и после контроллер решает, что делать дальше. На протяжении первого месяца мы разбирались с архитектурой, а затем улучшали существующее решение. В последние дни перед соревнованиями мы уперлись в то, что на самом боте не хватает мощности для обработки изображения в реальном времени. И за полчаса до закрытия подачи заявок мы добавили специальную фичу для перестраховки», рассказывает участник команды Александр Караваев.     

Как оказалось, участники не зря перестраховалась — по итогам олимпиады команда JBRRussia обошла коллективы соперников и стала абсолютным чемпионом олимпиады. Их бот выиграл во всех трех испытаниях: проехать по полосе, проехать по полосе с препятствиями в виде уток и проехать по полосе с перекрестками, знаками и светофорами. Что иронично, члены команды делали ставку только на первое испытание.

Несмотря на впечатляющий результат работы, сами студенты Университета ИТМО так и не побывали в Монреале и на конференции ICRA2019. AI Driving Olympics — это полностью дистанционная олимпиада. Любой человек, даже не имея бота, может участвовать. Достаточно написать свое решение, запустить его в симуляторе и отправить на сервер. Ведь нет разницы, в Москве запускают роботов или в Монреале. В Канаде на самих состязаниях присутствовали два сотрудника JetBrains Research, а ребята следили за соревнованием по онлайн-трансляции.  

Робот JBRRussia
Робот JBRRussia

Планы после олимпиады

Победа в ICRA2019 не предполагает денежной или иной награды. Однако призеры могут добавить строчку в резюме для успешного будущего трудоустройства, а сторонние люди получают возможность оценить успехи коллектива и всего формата Duckietown.

«Победа может показать университету, что есть проект, которым можно заинтересовать многих других студентов, делится мыслями Ал-Наим Рами. Большая часть программной составляющей здесь уже готова, и можно улучшать существующую технологию, накидывать свои предложения сверху, экспериментировать. Например, задействовать больше перекрестков, ботов или научить их общаться через сигнальные огоньки. Вариантов много, как и возможностей их продемонстрировать. AI Driving Olympics устраиваются раз в полгода, и уже можно начинать готовиться к следующему состязанию».   

В данный момент студенты обсуждают, в каком формате привлекать обучающихся к Duckietown. В числе возможных вариантов — использование места на крыше корпуса университета на Биржевой улице, 14. Вскоре пространство планируют застеклить, облагородить и, возможно, заложить покрытием для проезда Duckiebots.

Участники команды JBRRussia от JetBrains из Университета ИТМО
Участники команды JBRRussia от JetBrains из Университета ИТМО

Кроме того, в планах ребят — помощь в создании новой образовательной программы по интернету вещей и киберфизическим системам. По словам их руководителя Александра Капитанова, победы студентов Университета ИТМО в AI Driving Olympics и Mile of Technology (подробнее можно прочитать здесь) доказывают успешность использования машинного обучения и искусственного интеллекта в конкретных «железных» решениях. Победители олимпиады выступят экспертами и помогут организовать и проработать элементы образовательной программы. Возможно, они также помогут в создании специального трека по Duckietown. 

Архив по годам:
Пресс-служба