ROBO – soutěž pro studentské týmy

ROBOsoutěž je studentská soutěž zorganizovaná pro student­ské týmy studentů Elektrotechnické fakulty ČVUT v Praze. V le­tošním prvním ročníku ROBOsoutěže zvítězil robot, který doká­zal nerychleji projet bludištěm předem neznámých parametrů. Soutěž uspořádala Katedra řídicí techniky spolu s Katedrou ky­bernetiky a Katedrou měření FEL ČVUT v Praze díky spoluprá­ci s Institutem pro teorii systémů a řídicí techniky na univerzitě ve Stuttgartu, kde pravidelně pořádají podobné soutěže nazva­né ROBORACE.

Cílem soutěže je ukázat základní myšlenky povinného předmě­tu „roboti“ (pozn. red.: životný rod slova „roboti“ zvolen organizá­torem záměrně!) nově koncipovaného pro první ročník bakalářského studijného programu Kybernetika a robotika. Tento předmět zahrnuje poznatky z oborů automatického řízení pohonů, kybernetiky, měření a zpracování signálů. Tradiční začátek studia obecně totiž není příliš atraktivní a ke zlepšení dochází až po ukončení jeho bakalářské čás­ti. Cílem předmětu „roboti“ je proto přiblížit myšlenky zpětnovazeb­ního řízení a teorie systémů, a proto příprava na soutěž a její vlastní průběh je především motivační. Předpokladem je, že experiment, kon­struování robotu-hračky, týmová práce a soutěžní možnost vítězství efektivněji vzbudí zájem a motivaci studentů pro odborné předměty, které budou následovat později ve vyšších ročnících. Nezanedbatel­ný je i náhled do inženýrských a vědeckých úloh stimulující formou již na počátku studia.

Účelem zadané soutěžní úlohy bylo jednak prověřit základní stu­dentské znalosti řízení, za druhé připravit úlohu atraktivní pro širší publikum s možností snadno a rychle určit vítěze. Tyto předpoklady stoprocentně splňovala úloha „průjezd robota bludištěm“.

 

Ke splnění úlohy byly týmům katedrou poskytnuty stavebnice LEGO Mindstorms NXT, které kromě pestré sady konstrukčních prv­ků obsahují i elektronické prvky – senzory (zvukový, dotykový, svě­telný a ultrazvukový), interaktivní servomotory s rotačními senzory k přesnějšímu řízení a hlavně inteligentní NXT kostku s 32bitovým mikroprocesorem, se 3 výstupními a 4 vstupními porty, s maticovým LCD displejem a podporou USB 2.0 a Bluetooth komunikací. Inteli­gentní NXT kostka je programovatelná buď v blokově orientovaném jazyce NXT-G (omezeně), nebo v jazyce NXC odvozeném z jazyka C, dokáže v reálném čase ovládat čtyři senzory a tři aktuátory nebo pomocí speciálního LEGO Java operačního systému (leJOS), který umožňuje spouštět v kostce NXT Java kód (obr. 2).

 

V průběhu čtyř týdnů se týmy na soutěž připravovaly tak, že měly ze stavebnice zkonstruovat mobilního autonomního robota s imple­mentací řídicích algoritmů (senzory, aktuátory, řízení, programová­ní). Mobilní robot měl být schopen projet bludiště o předem neznámé dráze od startu do cíle za použití prvků automatické kalibrace, logic­kého řízení a rozhodování.

Vlastní soutěž se uskutečnila dne 7. května v proslulé Zengerově posluchárně v budově ČVUT na Karlově náměstí v Praze. Letošního prvního ročníku ROBOsoutěže se zúčastnil maximální počet organi­začně zvládnutelných týmů – osmnáct. Minimální počet týmů pro ko­nání soutěže byl dvanáct. V případě přihlášení většího počtu týmů by byly týmy vybrány na základě pořadí jejich přihlášení.

 

Ve svěží, studentsky soutěživé atmosféře předvedly týmy výsled­ky svého několikatýdenního úsilí. Parametry bludiště se týmy dozvě­děly teprve hodinu před akcí, aby mohly doladit program svých mo­bilních robotů. Při dvoukolovém klání týmů došlo jak na potlesk za úspěšné absolvování dráhy, tak na výbuchy smíchu při „bezradnosti“ robota v koutě bludiště, nebo i na zklamání při nedokončení průjezdu.

 

Robot vítězného týmu Bloudilové dokázal projet dráhu za rekord­ních 16 s. Pro srovnání – robot týmu Epic Fail (9. místo) ji urazil za 113 s. A tajemství vítězného týmu? Upřednostnění dotykového sen­zoru a zvládnutí jeho konstrukce.

Cenami v soutěži byly kromě poháru pro vítěze také 3× exter­ní disk 160 GB (250 GB) + pivní samochladicí sud CoolKeg (20 l), 3× flash disk 4 GB (8 GB) Kingston Data Traveler + samochladicí sud CoolKeg (20 l) a též vyhlídkový let vrtulníkem – Letiště Točná, hrad Karlštejn, lomy Velká Amerika, Mexiko, Malá Amerika, Letiště Točná.

 

Letošní první ročník ROBOsoutěže zcela jistě naplnil očeká­vání organizátorů. Bližší podrobnosti jsou uvedeny na stránkách http://support.dce.felk.cvut.cz/roboti

 

Obr. 2. Ukázky několika konstrukčních řešení mobilních robotů ze sta­vebnice LEGO Mindstorms NXT, které kromě pestré sady konstrukčních prvků obsahují i elektronické prvky – senzory, aktuátory a prvky regulace a řízení a hlavně mikroprocesor se vstupními a výstupními kanály.