Материал: Разработка и реализация игры человек-робот на базе антропоморфного робота NAO

Робота можно запрограммировать на выполнение любого алгоритма. При этом не требуется глубокий расчёт, но правило, чем глубже расчёт, тем лучше, здесь также действует.

.2 Передача данных игрового состояния

Если рассматривать робота, как компьютерную программу, то основным способом передачи информации между программой и человеком будут являться монитор, мышь, клавиатура и другие средства управления. При таком методе весь игровой процесс происходит в системе компьютера. Логика игры, визуализация процесса с передачей изображения на монитор, выбор хода компьютером и получение данных от игрока. Пример реализации такого метода представлен на рисунке 1.3

Красные шашки игрока, синие шашки компьютера. Для выполнения хода игроку достаточно выбрать шашку и поле, куда необходимо переместить эту шашку. Остальные действия выполняет программа.

При втором способе передачи данных робот выступает как физический игрок, способный совершать ходы также, как и реальный человек.

Рисунок 1.3 - Игра “Шашки” на ПК, передача данных “Человек-программа”

Робот анализирует положение пешек на доске, и исходя из своих алгоритмов совершает ход. Информация о ходе может передаваться в звуковом формате, а также физическим перемещением пешек.

Передача информации о ходе через физический контакт сложнее реализовать, чем передача через звуковые каналы, так как положение и размер шашек в таком случае имеет большое значение. Для такой реализации необходимо специально разработанные поле и шашки. Пример реализации второго метода представлен на рисунке 1.4

В примере, представленном на рисунке 1.4 продемонстрированы передача данных “Человек-робот” с физическим взаимодействие. Данный робот был представлен компанией ЧТПЗ на конференции «Иннопроме-2015». Для реализации данной игры потребовались специальные металлические шашки. Такая форма и размер шашек удобна для манипулятора.

Игровое поле статически закреплено и каждая клетка имеет постоянную во времени координату, что позволяет роботу выполнять ходы большой точностью. А позиция манипулятор, даёт возможность рассматривать шахматную доску как двумерный объект, что также даёт преимущество в процессе игры.

Рисунок 1.4 - Передача данных “Человек-робот”

Проведя исследование алгоритмов поиска хода в интеллектуальной игре, а также исследование методов взаимодействия робота и человека, был выбран алгоритм, основанный на правилах с передачей данных “человек-робот” без физического взаимодействия. После данного шага можно приступать к алгоритмизации и программированию.

2. Разработка архитектуры программного комплекса

Для разработки интеллектуальной игры в системе “Человек-Робот” необходимо проанализировать и рассмотреть некоторые требования и ограничения. Разработка системы будет осуществляться на основе алгоритма стратегии выбора хода и передачи данных по типу “Человек-Робот”

В качестве интеллектуальной игры выбрана игра “Шашки”. Основная цель игры состоит в том, чтобы взять все шашки противника и не оставить ему вариантов для хода путём блокирования его шашек. Существует большое количество вариантов игры. 64 клеточные шашки можно разделить на русские, обратные русские, английские(чекерс), пул чекерс, бразильские, испанские, португальские, чешские и другие.

Также есть 80-ти клеточные и 100 клеточные шашки. Пример 100 клеточного поля представлен на рисунке 2.1

Рисунок 2.1- Стоклеточные шашки

Для проектирования игры воспользуемся 64 клеточным русскими шашками.

В качестве робота выбран антропоморфный робот NAO Evolution V5 французской компании Aldebaran Technologies. NAO Evolution V5 робот-андроид идеально подходит для исследовательских миссий, а также учебных целей и разработок в области ИИ(искусственный интеллект). Робот построен на производительной аппаратной платформе. Разнообразные типы датчиков и их количество позволят в полной степени получить информацию об окружении робота. Полные характеристики представлены в таблице 2.1

Таблица 2.1 - Технические характеристики NAO V5

Процессор: Intel Atom 1.6 ГГц , ARM9 ОС: ОС NAOqi на ядре Linux Питание: 27,6 Вт/ч Время работы без подзарядки 1.5 часа