Почему-то захотелось написать эту статью. Наверное тяга к мемуарам возникает не только у военачальников, но и у инженеров, рассматривающих свою жизнь как череду проектов (современным языком - стартапов).
Итак, начало 2000-х и, добившись неплохих (по моему мнению) успехов в предыдущем проекте - Шахматы и покорение мировых вершин своей дочери - Александры, решил вспомнить советское инженерное образование и замахнуться на... историческую легенду - Турка (автомат Кемпелена). 250 лет назад выдающийся австрийский и венгерский изобретатель Вольфганг Кемпелен, сконструировал механического шахматного игрока, прадедушку современных шахматных компьютеров. Автомат Кемпелена гастролировал по всей Европе от Вены до Парижа и Лондона, обыгрывая вельмож и даже коронованных особ - Фридриха Великого и Наполеона. Попытки проникнуть в тайну автомата предпринимались неоднократно, нередко самыми злокозненными способами, ставившими под угрозу жизнь Кемпелена и его спутников. Очень подробно об этом артефакте изложено тут.
В 2019 вышла интересная книга: Виктор Хенкин "Одиссея шахматного автомата".
Надо сразу сказать, что игра роботами в шахматах практиковалась и до моей затеи, особенно этим любили заниматься на всевозможных выставках по промышленной робототехнике. С целью привлечения внимания публики. Но меня, как уже профессионального деятеля шахмат, это не впечатляло. Во-первых, в медленном перемещении фигур на шахматной доске роботом. обычно на это у них уходило 5-10 секунд на один ход. Игра напоминала игру дедушек в парке. Поэтому, как ориентир, была поставлена цель - робот должен обыгрывать в блиц (5 минут на партию каждому сопернику) любого белкового соперника. Для стимула я даже заключил пари с Володей Крамником (на тот момент чемпион мира) - если я сделаю такого робота - чтобы он сыграл с ним партию. Володя высказал - такого робота, перемещающего точно и так быстро фигуры (не более 2 секунд на ход) создать невозможно. Забегая в будущее - пари я выиграл и он сдержал свое слово - сыграл (тут видео). Почему надо делать ход быстро, желательно не дольше 2-х секунд? 5-ть минут на партию это 300 секунд. Если на ход будет уходить 5-ть и более секунд, то существует вероятность, что сильный гроссмейстер будут сражаться до последнего материала (патрона) и тупо снесет флаг роботу. Это блиц - игра не только на мат но и на время.
Начнем с того, что роботу надо как то знать, где находятся и какие фигуры на шахматной доске. Еще в начале 90х голландская фирма DGT разработала электронные шахматные часы и доски. Для демонстрации шахматных партий с реальных турниров в интернете. В каждой фигуре был свой датчик (контур) и под каждой клеткой принимающий элемент. Благодаря этой технологии мы могли быстро получать текущую позицию и время и, отправлять ее в игровой модуль (движок) он, в свою очередь выдавал ответный ход и переправлял в блок управления роботом. Так и все это работает.
Можно сказать, что ничего своего мы не создали - взяли готовенькое, объединили это в систему и вуаля. Ну, во-первых, само объединение - это у роботостроителей называется интеграция, что является не тривиальной задачей. Во-вторых, потребовалось написание нескольких программ и самого основания - стола для игры.
Новое в самом прямом смысле всё-таки мы создали - это СХВАТ. Или по человечески - кисть. Дело в том, что робот Кука, как впрочем и другие роботы поставляется без всякой оснастки. Фирма специализируется только на "голых" манипуляторах. А вот схватами - это уже творчество других фирм и интеграторов.
Выяснилось, что схваты для промышленности бывают пневматические и электрические. Пневматические были отброшены по причине их шумности, а самое главное, небезопасности для первых лиц, которым потребовалось сыграть с роботом на презентации и тд. А пневматика - это баллоны со сжатым воздухом и тд. Табу.
По электрическим схватам - все западное и жутко дорогое - от 7-10 000 евро ((. Но это полбеды, основная в том, что у них три пальца! И этими тремя пальцами есть большой риск не захватить неровно стоящую фигуру( играете с человеком, а он все на доске ставит через...( не точно в центр клетки). Или она вылетит при сжимании, как фигушка.
Вот и задача - необходим схват с четырьмя пальцами. Каждый палец будет направлен в углы клетки. И берем все фигурки за нижнее, круглое основание, таким образом не будет проблем с тем же конем и пальцы не застрянут в его морде.
Мы сделали схват с четырьмя пальцами, на базе мотор-редуктора стеклоподъёмника ВАЗ. Работает отлично. На сжатие-отпускание уходи не более 0.35 секунды.
Но и это было с проблемами, при быстрых скоростях сжимания, фигуры с разным диаметром основания( у пешек он самый маленький). Пешки могли проскочить сквозь и с четырьмя пальцами. Решение нашлось - смешное и изящное - через концы четырех пальцев было натянуто кольцо-резинка, оно то и не давало улетать пешкам. Все заработало!
Начали оптимизировать движение манипулятора в пространстве. Его работа - зависает над фигурой - опускает пальцы в 2-х мм над доской-захватывает фигуру- поднимает ее на высоту выше самой высокой - перемещается к другой клетке - опускает на 1 мм - разжимает схват - поднимается - идет в домашнюю точку-ждет следующего хода. Рокировка и превращение состоит из 2-х ходов.
Тут пришла мысль - часто мы можем не поднимать и опускать фигуру а перетаскивать ее по доске, где это возможно. И это сильно сократило среднее время на ход! Движения манипулятора стали похожи на человеческие.
Ну и как, вишенка на торте, робот может играть сразу с тремя соперниками. Есть историческое видео, когда он одновременно играет с Сергеем Карякиным, Яном Непомнящим и Володей Поткиным. Все эти шахматисты в представлении не нуждаются. В блиц и с темя гроссами! Результат 2.5 на 0.5. Одному Сергею удалось убежать на ничью, в ладейном эндшпиле без пешки.
С кем только мы не играли и в каких мероприятиях не участвовали. От премьер-министра РФ до... Да и образы робот принимал всякие.
В целом проект, несмотря на тяжесть перетаскивания комплектующих (стол-то тяжелый, т.к. при легком он бы летал вместе с манипулятором, имеющим большой момент, масса манипулятора - 50 кг и это самый быстрый манипулятор в мире) оказался удачным во всех смыслах - есть что вспомнить!
Автор:
ChessKKV
