Lotte Reiniger

5ο Μαθητικό Φεστιβάλ Ψηφιακής Δημιουργίας Ηλείας

http://5digifestilei.blogspot.gr/?view=flipcard

Παγκόσμιος διαγωνισμός ρομποτικής για μαθητές: WRO2015

Πρώτη εντύπωση από τις φετινές δοκιμασίες

Ανακοινώθηκαν ήδη (2 Ιανουαρίου 2015), οι φετινές δοκιμασίες του παγκόσμιου διαγωνισμού ρομποτικής για μαθητές. Φέτος τη διοργάνωση έχει αναλάβει το Qatar με τους τελικούς να πραγματοποιούνται το Νοέμβριο στην πόλη Doha.

Οι κατηγορίες που αφορούν τα σχολεία είναι τρεις και παρόλο που είναι χωρισμένες με βάση την ηλικία, συμπίπτουν με τη φοίτηση σε Δημοτικό (Elementary), Γυμνάσιο (Junior High) και Λύκειο (High School) αντίστοιχα. Σημαντική τροποποίηση στο φετινό διαγωνισμό είναι η δυνατότητα χρήσης και του αισθητήρα περιστροφής της Lego, ο οποίος δίνει επιπλέον δυνατότητες “πλοήγησης” στο robot, καθώς σε όλες τις φετινές δοκιμασίες χρειάζονται αρκετές αλλαγές κατεύθυνσης. Φέτος θα δούμε στην κυριολεξία τα robot να “κόβουν βόλτες” επάνω στις πίστες. Παρακάτω δίνω μια σύντομη περιγραφή της κάθε δοκιμασίας. Τις πλήρεις οδηγίες του διαγωνισμού, μπορείτε να βρείτε στο επίσημο site του WRO2015, το οποίο βρίσκεται στο www.wro2015.org

Στην κατηγορία του Δημοτικού η φετινή δοκιμασία είναι ευκολότερη από την περσινή. Η δοκιμασία (με ”πίστα ” αυτή που φαίνεται στην πρώτη φωτογραφία παρακάτω) απαιτεί από το robot να σπρώξει τους 9 κύβους στο τέλος του αντίστοιχου διαδρόμου, αναγνωρίζοντας παράλληλα και το χρώμα τους, ώστε να αφήσει έπειτα στην αντίστοιχη περιοχή (πράσινη, κίτρινη ή κόκκινη) συγκεκριμένο αριθμό από μπαλάκια τα οποία είναι φορτωμένα στο robot πριν την έναρξη της δοκιμασίας. Η επιπλέον δυσκολία έρχεται με τον κανόνα που θέλει το robot να ”χτυπάει” τον μαύρο τοίχο το αργότερο κάθε 30 δευτερόλεπτα, αλλιώς θεωρείται ότι ”του τελείωσε το οξυγόνο της κατάδυσης” και η προσπάθεια τερματίζεται. Απαιτεί robot που να μπορεί να υπερπηδήσει εμπόδιο 10mm χωρίς να παρεκλίνει της πορείας του. Αυτό μπορεί να το κάνει πιο δύσκολο προγραμματιστικά, αλλά ένα robot με δυνατότητα παρακολούθησης χρώματος στο έδαφος, μπορεί εύκολα να επαναπροσδιορίσει τη θέση του μετά το εμπόδιο.

Στην κατηγορία του Γυμνασίου και παρόλλο που η ”πίστα” είναι πολύ απλή, καθώς δεν έχει ανισόπεδα σημεία, η δοκιμασία είναι αρκετά πιο δύκολη σε σχέση με την περσινή χρονιά. Εδώ το robot πρέπει να συλλέξει 5 κύβους που βρίσκονται σε τυχαίες θέσεις επάνω σε ένα grid μαύρων γραμμών. Αρχικά απαιτείται να καταγράψει τα δώδεκα χρώματα (που φαίνονται αριστερά στη δεύτερη φωτογραφία παρακάτω), τα οποία αντιστοιχούν με τις συντεταγμένες του grid ως εξής: Τα πρώτα 5 χρώματα είναι αντιστοίχως τα χρώματα των 5 γραμμών του grid, τα οποία σημειώνονται και στις άκρες της κάθε γραμμής με πλακίδια ίδιου χρώματος. Τα επόμενα 5 χρώματα αντιστοιχούν με τα χρώματα των 5 στηλών, τα οποία σημειώνονται και στις άκρες της κάθε στήλης με πλακίδια ίδιου χρώματος. Τα τελευταία 2 χρώματα αντιστοιχούν στη γραμμή και τη στήλη που βρίσκεται ο πρώτος κύβος.

Το robot φτάνοντας να συλλέξει τον πρώτο κύβο, ελέγχει το χρώμα του και το χρώμα του εδάφους κάτω από αυτόν, καθώς αυτά τα δύο χρώματα αντιστοιχούν στις συντεταγμένες (γραμμή και στήλη) που βρίσκεται ο επόμενος κύβος. Αφού συλλέξει και τους 5 κύβους (κάτω από τον τελευταίο το έδαφος θα έχει χρώμα άσπρο), το robot πρέπει να επιστρέψει στην αρχική του περιοχή (στην περιοχή με τα δώδεκα χρωματιστά πλακίδια), φέρνοντας μαζί του και τους κύβους που συνέλλεξε. Μια επιπλέον δυσκολία είναι ότι θα υπάρχουν και δύο μαύροι κύβοι σε τυχαίους κόμβους του grid, οι οποίοι πρέπει στο τέλος της δοκιμασίας να βρίσκονται στην αρχική τους θέση, αλλιώς υπάρχει αρνητική βαθμολογία. Το robot έχει στη διάθεσή του (όπως και σε όλες τις κατηγορίες) 2 λεπτά για να ολοκληρώσει τη δοκιμασία.

Στην κατηγορία του Λυκείου, τα πράγματα είναι πιο απλά από θέμα προγραμματισμού, αλλά απαιτείται από το robot να μπορεί να ανέβει και να κατέβει τέσσερα ”βουνά” (τρίτη και τέταρτη φωτογραφία παρακάτω) χωρίς να χάσει τον προσανατολισμό του. Θα είναι τοποθετημένοι τέσσερις κύβοι στις βάσεις των βουνών σε τυχαία χρωματική σειρά, αλλά και τα βουνά θα είναι τοποθετημένα σε τυχαία θέση (μεταξύ δύο συγκεκριμένων). Το robot πρέπει αρχικά να σαρώσει τα χρωματισμένα πλακίδια στο κέντρο της ”πιστας” τα οποία υποδυκνείουν τις θέσεις των κύβων και τη φορά τοποθέτησης του κάθε βουνού. Έπειτα το robot θα πρέπει να πάρει τον κάθε κύβο από τη βάση του κάθε βουνού και να τον τοποθετήσει όσο πιο ψηλά μπορεί στο βουνό με το αντίστοιχο χρώμα. Ιδανικά, το robot θα πρέπει να βλαλει τον κύβο μέσα σε μία ”τρύπα” που βρίσκεται στην κορυψή του βουνού.

Μέχρι το τέλος Ιανουαρίου θα έχουμε κατασκευάσει στο χώρο της robotica.gr τις πίστες, με βάση τις ολυμπιακές προδιαγραφές. Αν κάποιος φίλος προπονητής από την ευρύτερη περιοχή της Πάτρας επιθυμεί να δοκιμάσει μαζί με την ομάδα του το robot του, αλλά και να το χρονομετρήσει, μπορεί να επικοινωνήσει ώστε να κλείσουμε ραντεβού για να του διατεθεί η “πίστα” για την δοκιμασία που τον ενδιαφέρει.

Σχολιασμός:
Τσιμπούρης Ανδρέας
Ηλεκτρολόγος Μηχανικός

http://www.robotica.gr/pages.php?page=0150001

(Πηγή άρθρου: www.robotica.gr )

Γνωρίστε την PIXY! (πηγή άρθρου: Robotica.gr)

πιο γρήγορη κι απ΄ τη σκιά της …

Η Pixy είναι ένας πολύ γρήγορος οπτικός αισθητήρας, τον οποίο μπορούμε να «διδάξουμε» γρήγορα ώστε να εντοπίζει αντικείμενα. Συνδέεται απευθείας τόσο με το Arduino, όσο και με άλλους controllers).

Οι οπτικοί αισθητήρες (κάμερες) είναι χρήσιμοι, διότι δίνουν τη δυνατότητα στο ρομποτικό να έχει απεικόνιση του περιβάλλοντος και όχι μόνο μεμονωμένα δεδομένα, όπως της απόστασης από εμπόδιο. Με έναν καλό αλγόριθμο και «όραση», μπορούμε να έχουμε αρκετή πληροφορία για πρακτικά απεριόριστο αριθμό εφαρμογών.

Υπάρχουν όμως δύο προβλήματα: 1) Μια κάμερα δίνει τεράστιο όγκο δεδομένων στην έξοδό της (αρκετά MB το δευτερόλεπτο) και 2) η επεξεργασία αυτού του όγκου δεδομένων είναι πρακτικά αδύνατη από ελεγκτές όπως αυτόν που έχει επάνω του το Arduino. Αλλά ακόμα και να καταφέρουμε να έχουμε έστω και σχετικά ανεκτή επεξεργασία, δε θα μένει επεξεργαστική ισχύς αρκετή για τις υπόλοιπες εργασίες του ρομποτικού.

Η Pixy λύνει αυτά τα προβλήματα, έχοντας επάνω της έναν επεξεργαστή αποκλειστικά για την επεξεργασία της εικόνας. Έτσι, η πλακέτα της Pixy βγάζει στην έξοδό της μόνο την χρήσιμη πληροφορία (για παράδειγμα: ένα κίτρινο αντικείμενο σε συντεταγμένες x=52, y=87), την οποία μπορούμε να τροφοδοτήσουμε στο Arduino είτε μέσω σειριακής, είτε μέσω του καναλιού I2C, είτε ακόμα και σαν αναλογικό ή ψηφιακό σήμα.

Οι δυνατότητές της εντυπωσιάζουν: Μπορεί να διακρίνει εκατοντάδες αντικείμενα σε κάθε στιγμιότυπο, ενώ έχει τη δυνατότητα για 50 στιγμιότυπα το δευτερόλεπτο. Αναγνωρίζει 7 διαφορετικά χρώματα, τα οποία είναι και επεκτάσιμα μέσω του λογισμικού της. Διαθέτει διπύρηνο επεξεργαστή στα 204MHz και αισθητήρα εικόνας High Definition. Το μέγεθός της είναι 53mm x 45mm x 36mm, που σημαίνει ότι θα χωρέσει σχετικά άνετα σε οποιοδήποτε ρομποτικό με μέγεθος από 30cm και πάνω.

Με κόστος που κυμαίνεται σε μερικές δεκάδες ευρώ, δε θα μας κάνει εντύπωση αν δούμε ακόμα και ερασιτεχνικές κατασκευές να έχουν μια τέτοια πλακέτα. Είναι τόσο ελκυστική, που δεν αποκλείουμε στο άμεσο μέλλον να χρησιμοποιήσουμε κι εμείς μία στο robotica.gr, προκειμένου να δούμε τις δυνατότητές της και από κοντά. Αυτό βέβαια όταν είναι πάλι διαθέσιμη προς πώληση, διότι μέχρι σήμερα (καλοκαίρι του 2014), ένα χρόνο περίπου μετά την πρώτη της εμφάνιση στο kickstarter, παραμένει ανάρπαστη σε βαθμό που η παραγωγή δεν προλαβαίνει να καλύψει τη ζήτηση.

Το καλύτερο το αφήσαμε για τελευταίο. Η πλακέτα της Pixy, είναι υλικό ανοιχτού κώδικα, το οποίο σημαίνει ότι οι κατασκευαστές της δίνουν ελεύθερο το σχέδιο της πλακέτας και τον προγραμματισμό της. Έτσι μπορεί οποιοσδήποτε διαθέτει τα μέσα είτε να φτιάξει είτε να βελτιώσει την πλακέτα χωρίς απαραίτητα να πρέπει να την αγοράσει από το δημιουργό της.

Τι μπορείτε να δείτε στο blog μου

Σε αυτό το blog θα μπορείτε να δείτε τα project που έχω εκπονήσει με τους μαθητές μου.

To blog θα ενημερωθεί και με χρήσιμα θέματα για την ασφάλεια στο διαδίκτυο, καθώς και με θέματα εκπαιδευτικής ρομποτικής.