Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Středoškoláci si s roboty rozumějí

Na nezájem mladých lidí o technické obory si dnes stěžují nejen pedagogové na technických univerzitách, ale také manažeři průmyslových firem, protože nedostatek inženýrů a techniků již začíná ohrožovat zdárný vývoj mnoha společností. Je zřejmé, že náročné studium strojírenských a elektrotechnických oborů středoškoláky příliš neláká. Soutěže robotů pro studenty středních škol jsou jistě dobrou cestou, jak povzbudit mladé aktivní lidi ke studiu na technických univerzitách a zároveň ukázat, že strojnictví a elektrotechnika jsou vlastně strhujícími obory. Představujeme nyní dvě akce, které v loňském roce uspořádaly technické univerzity pro středoškoláky. Na jaře proběhla na ČVUT v Praze Robiáda, soutěž v řízení malých mobilních robotů, a v prosinci byla na Technické univerzitě v Liberci (TUL) uspořádána soutěž středoškolských výukových robotů Kyber robot. Aby se takové akce pro středoškoláky mohly uskutečnit, musí se jejich organizace ujmout obětaví a nadšení lidé. Robiáda je projektem prof. Michaela Valáška z ústavu mechaniky, biomechaniky a mechatroniky na Fakultě
strojní ČVUT v Praze. O rozjezd soutěže Kyber robot se zase postaral doc. Josef Janeček z Fakulty mechatroniky na TUL.
 

Robiáda v Praze

Robiáda je soutěž jednotlivců, kteří zápolí v řízení malých samostatných mobilních robotů – robíků (obr. 1). Utkávají se ve dvou disciplínách. Nejprve absolvují Robolabyrint, kde sledují bílou čáru na černém podkladu. Druhou disciplínou je robotická obdoba tradičního japonského zápasu sumo – Robosumo. Dva robíci se vytlačují z černého kruhu s bílým okrajem.
 
Soutěž má dvě etapy: kvalifikační (domácí) kolo a finále spojené s pobytem na ČVUT v Praze. V druhém ročníku Robiády programovali soutěžící v kvalifikačním kole (14. až 28. 5. 2007) algoritmy virtuálních modelů robíků v připraveném prostředí, které bylo po registraci přístupné prostřednictvím webového prohlížeče. Prostředí umožňovalo naprogramovat zvolený model chování robíků pro obě soutěžní disciplíny. Na webové stránce soutěže (http://mech.fsik.cvut.cz/robiada) měli soutěžící několik ukázek a návodů, jak s programovacím prostředím pracovat, jak odladit chyby apod. Studenti podle nich zpracovali algoritmy chování virtuálních robíků a zaslali je na ČVUT. Pořadatelé je vyhodnotili a vybrali nejúspěšnější řešitele. Ti byli pozváni na týden od 18. do 22. června 2007 do Prahy. Zde měli zajištěno ubytování, stravu i program pro volný čas. Během pobytu měl každý soutěžící k dispozici jednoho robíka, kterého naprogramoval tak, aby co nejlépe obstál v turnaji s ostatními řešiteli. Finále se uskutečnilo na náměstí Míru v Praze v rámci akce Věda na ulicích. Na Robiádu se mohou zájemci těšit i letos, její zahájení bude oznámeno na již zmíněných webových stránkách i v našem časopise.
 

Kyber robot v Liberci

Velký zájem o soutěž

Soutěž Kyber robot se konala 7. prosince 2007 na Fakultě mechatroniky Technické univerzity v Liberci. Garantem soutěže byl prorektor TUL, prof. Zdeněk Kůs. Akce se mohli zúčastnit jednotlivci a maximálně tříčlenná družstva. Byla hodnocena vystoupení malých výukových robotů podle invence soutěžících. Vystoupení byla omezena pouze dobou pěti minut a plochou 3 × 3 m. Soutěžilo se ve dvou kategoriích:
  • libovolný robot,
  • stavebnice Bioloid.
Na univerzitu v Liberci se sjelo celkem dvanáct soutěžních družstev ze středních odborných a průmyslových škol z různých koutů Čech a Moravy. Studenti si přivezli své roboty, většinou vytvořené ze stavebnice Bioloid (v rámečku). Bylo se tedy na co dívat. Hlavním záměrem všech účastníků bylo soutěžit (a vyhrát); zároveň všichni využívali cennou příležitost k setkání a vzájemnému seznámení v příjemném prostředí liberecké univerzity. Odborná porota měla poměrně obtížný úkol: vybrat nejlepší z představených choreografických vystoupení.
 

Kategorie libovolných robotů

Soutěž začala tím, že robůtek sestrojený studenty Střední odborné školy v Sezimově Ústí zatančil podle hudby (obr. 2). Naklonil si tím porotu natolik, že nakonec získal první místo. Stejný počet bodů a rovněž první místo si odvezl humanoidní robot sestrojený ze stavebnice Lego studenty ze SOŠ v Pardubicích (obr. 3). Dále se v této kategorii představily dva manipulátory. Ten první si vyrobili studenti ze Střední průmyslové školy technické z Jablonce nad Nisou (obr. 4). Druhý, manipulační robot firmy Mitsubishi, si přivezli studenti z průmyslovky v Ústí nad Labem a svým programem na třídění součástek podle barev si vysloužili třetí místo.
 

Roboty ze stavebnice Bioloid

V kategorii robotů sestavených ze stavebnice Bioloid soutěžilo celkem osm družstev. Stavebnice poskytuje studentům možnost sestavit si téměř libovolný typ robotu podle vlastní fantazie. Na soutěžní plochu postupně nastupovali pohybově nadaní humanoidi a předváděli gymnastická cvičení – úkroky, dřepy, kliky apod. Nejúspěšnější byl robot z průmyslovky v Liberci, který cvičil podle hudby a zvládl i kotrmelce a jiné náročné prostocviky. Druhé místo obsadil tým studentů střední školy v Kroměříži, který zaujal diváky a porotu zajímavou choreografií a náročnou sestavou dvou robotů – jeden předcvičoval a druhý napodoboval. (obr. 5). Vedle humanoidních robotů zápolilo v Liberci také mnoho zvířecích robůtků. Robot v podobě psa předvedli např. studenti střední školy v Lanškrouně, kteří pak získali třetí místo. Porotu přesvědčily zejména velmi hodnověrné pohyby a využití všech funkcí (pes stál i na hlavě). V soutěži byly předváděny i roboty, které dokázaly kreslit, zajímavá byla sestava tří vozítek studentů ze SOŠ v České Třebové.
 

Předání cen a zakončení

Hlavní cenou soutěže byla robotická stavebnice Bioloid, kterou věnovala nejúspěšnější střední škole v soutěži firma Megarobot. net. Stavebnice putovala do Střední průmyslové školy strojní a elektrotechnické a vyšší odborné školy Liberec.
 
První ceny v obou kategoriích udělila akciová společnost Preciosa. Soutěžící na druhých místech dostali ceny Českomoravské společnosti pro automatizaci a za třetí místa byly uděleny ceny Technické univerzity v Liberci. Časopis Automa, mediální partner soutěže, udělil dvě zvláštní ceny (celoroční předplatné): jedna putovala do střední školy v Kroměříži a druhá do SOŠ a SOU technického v Přerově. Roboty z Přerova byly pozoruhodné tím, že měly tvar ještěrů a byly obléknuty do slušivých svetříků (obr. 6), které upletla jediná dívka v soutěži, Táňa Cagášková.
 
Po skončení soutěže si středoškoláci prohlédli laboratoř inteligentních robotů a laboratoř logického řízení v ústavu mechatroniky a technické informatiky na TUL v Liberci.
 
Vzhledem ke značnému zájmu ze strany soutěžících, diváků a tisku plánují pořadatelé již nyní příští ročník soutěže Kyber robot 2008. Informace budou v dostatečném předstihu uveřejněny jak na stránkách časopisu Automa, tak na webových stránkách Fakulty mechatroniky TUL, http://www.fm.tul.cz
 
Eva Vaculíková
 
 
Obr. 1. Robík – robot pro soutěž Robiáda v řízení mobilních robotů
Obr. 2. Soutěž Kyber robot zahájil Petr Marek z VOŠ, SŠ, COP Sezimovo Ústí; jeho robůtek tančil podle hudby
Obr. 3. Robot ze stavebnice Lego sestavili studenti SOŠ elektrotechnické a strojní a SOU Pardubice
Obr. 4. Manipulátor sestrojený týmem studentů Střední průmyslové školy technické v Jablonci n. N.
Obr. 5. Dva roboty studentů ze SŠ a Centra odborné přípravy technické z Kroměříže se představily ve vzájemné součinnosti a získaly cenu časopisu Automa
Obr. 6. Studenti ze SOŠ a SOU technického v Přerově předvedli robot-ještěra ve slušivém svetříku a dostali druhou cenu časopisu Automa
 

Stavebnice Bioloid
Stavebnice Bioloid byla navržena jako pomůcka pro střední školy jihokorejskou společností Robotics.com. Uživatelé sestavují roboty z několika modulů: pohonného, řídicího, senzorového a komunikačního. Pohonný modul se skládá ze stejnosměrného motoru, měřicího členu a řídicí jednotky s jednočipovým procesorem. Měřicí člen je tvořen snímačem polohy a snímačem elektrického proudu odebíraného motorem. Na základě informace ze snímače odebíraného proudu
může nadřízený řídicí systém správně zareagovat, když modul narazí na překážku.
 
Řídicí modul je založen na jednočipovém procesoru Atmel ATMega 128, který vedle řízení modulů také komunikuje s okolím (např. PC). Modul senzorů je vybaven infračerveným portem IrDA, třemi infračervenými reflexními senzory, mikrofonem a peizoelektrickým zdrojem zvuku. Bezdrátový komunikační modul umožňuje komunikaci přes rozhraní UART na frekvenci 2,4 MHz. Pro řízení modulů jsou k dispozici grafické programy Motion Editor a Behaviour Control. S jejich použitím lze vytvářet pohybové sekvence a ovládat všechny funkce sestav prostřednictvím jednoduchých příkazů, např. IF, ELSE atd. Zkušenější mohou programovat roboty také v jazyku C. Dodaný software může být využit i pro výuku programovacího jazyka C.