Shakkirobotin kehittäminen yhteistyörobotilla

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli kehittää shakkia pelaava robotti hyödyntämällä Universal Robots UR16e-yhteistyörobottia sekä konenäköteknologiaa. Projektin päämääränä oli luoda kokonaisuus, joka kykenee pelaamaan shakkipelin alusta loppuun saakka tunnistamalla ihmisvastustajan tekemät siirrot fyysisellä shakkilaudalla, analysoimalla pelitilanteen ja suorittamalla robotin vastasiirrot. Ohjelmisto toteutettiin Python-ohjelmointikielellä. Shakkipelin sääntöjen valvonnasta vastasi python-chess-kirjasto ja pelisiirtojen laskemiseen hyödynnetään Stockfish-shakkimoottoria. Kommunikaatio robotin ja tietokoneen välillä toteutettiin reaaliaikaisen RTDE-rajapinnan kautta ur_rtde-kirjastoa käyttämällä. Ihmisen tekemien siirtojen havaitsemiseen käytettiin aluksi OpenCV-kuvankäsittelykirjastoa (Bradski 2000), jonka avulla siirrot tunnistettiin vertaamalla kahden kuvan välisiä eroja. Tämä menetelmä osoittautui liian herkäksi ympäristön valais- tuksen aiheuttamille varjoille. Ongelman ratkaisemiseksi päätettiin kouluttaa oma YOLO-konenäkömalli, joka opetettiin tunnistamaan shakkinappulat ja niiden sijainnit kuvan avulla. Konenäkömallilla havaittaessa valaistuksen ja varjojen vaikutus pieneni huomattavasti. Projektin lopputuloksena oli toimiva shakkirobotti, joka pystyy pelaamaan kokonaisen shakkipelin ihmistä vastaan. Lopputulosta on mahdollista jatkokehittää uusilla ominaisuuksilla, kuten eri shakkivarianttien tukemisella.