UM FERI
Avtorja: mag. Janez Pogorelc in izr. prof. dr. Aleš Hace
2018_265_35
V torek, 15. maja 2018, je bila na Univerzi Maribor (UM), Fakulteti za elektrotehniko, računalništvo in informatiko (FERI) tradicionalna celodnevna prireditev »Mariborski robotski izziv«, ki združuje državna tekmovanja v robotiki za osnovnošolce, srednješolce in študente. Državno tekmovanje ROBObum, ki zajema ROBOsled in ROBOCupJunior, se tradicionalno izvaja skupaj z državnim tekmovanjem za študente in dijake RoboT.
Namen organizacije državnih tekmovanj je popularizacija robotike, mehatronike, avtomatike in na splošno tehnike ter spodbujanje inovativnosti in tekmovalnosti med mladimi vseh starosti. V kategoriji RoboT (vožnja po velikem labirintu) je sodelovalo 21 ekip iz srednjih tehniških šol, med njimi tudi študentska ekipa. V disciplini ROBOsled (sledenje črti) je sodelovalo 49 ekip. Največ tekmovalcev je sodelovalo v disciplinah RoboCupJunior Reševanje Črta (29 ekip iz OŠ in 21 ekip iz SŠ), med njimi tudi ekipe iz Hrvaške. V disciplini RoboCupJunior Nastop je sodelovalo 6 ekip, od tega 2 iz SŠ. Med najbolj atraktivnimi je bila disciplina RoboCupJunior Nogomet, kjer sta tokrat sodelovali 2 ekipi. Letos je bilo izvedeno tudi tekmovanje RoboCupJunior Reševanje CoSpace, kjer je sodelovalo 6 ekip. Skupno se je tekmovanj udeležilo okrog 200 ekip, sestavljenih iz 350 otrok in 69 mentorjev ter spremljevalcev. Na regijskih predtekmovanjih je sodelovalo nekajkrat več otrok, saj so si mnogi morali priboriti nastop za finalna državna tekmovanja. Za uspešno udeležbo na državnem tekmovanju ROBOsled in RoboCupJunior smo podelili zlata in srebrna, nagrade sponzorjev pa so prejele prve tri ekipe v posamezni disciplini. Najboljše ekipe z letošnjega državnega tekmovanja se bodo lahko udeležile svetovnega robotskega tekmovanja RoboCupJunior 2019, ki bo izvedeno konec junija 2019 v Sydneyu v Avstraliji.
V devetnajstih letih se je na robotskih tekmovanjih po Sloveniji zvrstilo več tisoč osnovnošolcev, okrog 2000 srednješolcev in okrog 100 študentov. Tekmovalci SŠ prihajajo večinoma iz srednjih strokovnih šol s programi Mehatronika, Elektrotehnika, Računalništvo in vse več tudi iz tehniških in splošnih gimnazij.
Otvoritev robotskih tekmovanj je bila skupna in je potekala v avli stavbe G2, kjer so v nadaljevanju potekala tekmovanja RoboCupJunior Reševanje Črta in RoboT 2018 (slika 1). Ob otvoritvi je v imenu vodstva UM-FERI zbrane tekmovalce in njihove mentorje pozdravil dekan FERI prof. dr. Borut Žalik, oris dosedanjih tekmovanj je predstavil bivši predstojnik Inštituta za robotiko prof. dr. Mirto Milanovič, medtem ko je tekmovanje otvoril novi predstojnik izr. prof. dr. Aleš Hace. Udeležence sta nagovorila tudi podžupan MO Maribor g. Sašo Pelko ter predsednik sekcije elektronikov in mehatronikov pri Obrtno podjetniški zbornici Slovenije g. Branko Vidovič. Otvoritve sta se udeležila tudi vabljena gosta dolgoletni član Sveta za znanost in tehnologijo RS g. Janez Škrlec ter prorektor Univerze v Mariboru prof. dr. Niko Samec.
Tekmovanje v vožnji po velikem labirintu RoboT 2018
Na državnem tekmovanju z mobilnimi roboti RoboT 2018 se je v vožnji (slika 2) lastno konstruiranih avtonomnih mobilnih robotov po labirintu (velikosti 2,5 x 2 m z več kot 15 m poti, slepimi hodniki in okrog 36 zavoji) pomerilo 20 dijaških ekip iz treh srednjih tehniških elektro, strojnih in računalniških šol in študentska ekipa iz UM-FERI.
To je tudi robotsko tekmovanje z najdaljšo tradicijo v Sloveniji, na katerem se je v devetnajstih letih tovrstnih tekmovanj udeležilo že okrog 100 študentov ter nad 400 dijakov z mentorji iz celotne Slovenije ter sosednjih Hrvaške in Avstrije.
Za lovorike tekmovanja RoboT 2018 je štela boljša izmed dveh voženj. Najuspešnejšim trem tekmovalcem so bile podeljene svečane diplome in denarne nagrade, za katere je sponzorska sredstva prispevalo podjetje Yaskawa. Najhitrejši so bili:
1 mesto: Matej Borovec, študent Mehatronike na UM-FERI in UM-FS, čas 29,53 s
2 mesto: Jan Žagar, dijak ŠC Nova Gorica – ERŠ, čas 30,59 s
3 mesto: Tim Mozetič, dijak ŠC Nova Gorica – ERŠ, čas 31,20 s
Tradicionalno so se najbolj vztrajni dijaki srednjih šol že enajstič pomerili tudi za lovoriko RoboLiga 2018 (finalno tekmovanje v seriji Slovenske robotske lige), kajti pred tem so bila izvedena že tekmovanja: RoboERŠ, 12. aprila v ŠC Velenje in RoboMiš, 24. aprila v ŠC Nova Gorica. Za lovoriko RoboLiga 2018 sta štela oba teka RoboT 2018, kar smo točkovali v skladu s pravili in temu prišteli točke prvih dveh tekem.
1 mesto: Jan Žagar, ŠC Nova Gorica – ERŠ, 254 točk
2 mesto: Anej Mori, ŠC Ptuj – ERŠ, 240 točk
3 mesto: Tim Mozetič, ŠC Nova Gorica – ERŠ, 230 točk
Zmagovalci v seštevku vseh treh tekem so prejeli praktične nagrade, ki jih je prispevalo podjetje AX Elektronika. Za 1. mesto je bila podeljena celoletna naročnina na revijo Svet elektronike in bon v vrednosti 50 € za nakup v virtualni trgovini AX Elektronika, za 2. mesto celoletna naročnina na tiskani izvod revije Svet elektronike in za 3. mesto knjiga z naslovom Programirajmo PIC mikrokontrolerje.
Vsi rezultati, fotografije, video posnetki in medijski odzivi za zadnjo tekmo kot tudi za pretekla leta so na voljo na https://iro.feri.um.si/robot.
ROBOsled 2018 – robotsko tekmovanje za osnovnošolce
ROBOsled je robotsko tekmovanje za osnovnošolce (slike 3, 4 in 5), kjer morajo ekipe učencev zgraditi mobilnega robota in z njim tekmovati v vožnji po progi, označeni s črno črto na beli podlagi. Učenci se pri tem seznanijo z različnimi elektronskimi in mehanskimi oziroma mehatronskimi komponentami. V procesu gradnje robota se naučijo tudi spajkanja elektronskih komponent, mehanskega sestavljanja in vrtanja. ROBOsled je tako v prvi vrsti izobraževanje na interdisciplinarnem področju mehatronike in tako zajema tudi elektrotehniko, elektroniko, mehaniko,…. Cilja tekmovanja sta spodbujanje in širjenje znanj o delovanju robotov ter spodbujanje raziskav robotov med osnovnošolci in med osnovnošolskimi učitelji. Tekmovanje se v osnovni šoli navezuje na predmet Fizika in izbirne predmete s področja tehnike.
Tudi letos smo državno tekmovanje ROBOsled organizirali v dveh disciplinah: DIRKAČ in POZNAVALEC. V disciplini DIRKAČ zmaga robot, ki tekmovalno progo, označeno s črno črto na beli podlagi, prevozi v najkrajšem času. V disciplini POZNAVALEC se učenci OŠ pomerijo v poznavanju zgradbe in delovanja mobilnega robota, ki so ga zgradili.
V letu 2018 je izvedbo regijskih predtekmovanj ROBOsled, kjer se tekmovalne ekipe kvalificirajo za tekmovanje na državnem finalu, podprlo 11 tehniških srednjih šol po vsej Sloveniji. Seznam vseh sodelujočih tehniških srednjih šol je objavljen na spletni strani https://robobum.um.si. Vsem tehniškim srednjim šolam se za izvedbo robotskih predtekmovanj najlepše zahvaljujemo. Vodjem tekmovanj smo zato podelili posebna priznanja.
Na zaključnem državnem tekmovanju ROBOsled 2018 je letos sodelovalo 49 tekmovalnih ekip s 65 tekmovalci iz 28 osnovnih šol iz vse Slovenije. Najbolj dovršeni samogradni mobilni roboti so opremljeni že s sodobnimi programirljivimi mikrokontrolerji. Poleg samogradnih robotov se je tekmovanju tudi letos pridružilo kar nekaj navdušenih LEGObum ekip, ki sestavijo mobilnega robota iz LEGO sestavljanke.
Na tekmovanju ROBOsled 2018 so bile najuspešnejše naslednje ekipe:
v disciplini DIRKAČ:
1 mesto: ekipa LENART, OŠ Lenart, čas 0:08,00
2 mesto: ekipa LENART-1, OŠ Lenart, čas 0:09,12
3 mesto: ekipa Dravograd 1, OŠ Neznanih talcev Dravograd, čas 0:09,72
v disciplini POZNAVALEC:
1 mesto: ekipa Nimam pojma, OŠ Ludvika Pliberška Maribor, 190 točk
2 mesto: ekipa Ludviki, OŠ Ludvika Pliberška Maribor, 175 točk
3 mesto: ekipa LENART, OŠ Lenart, 166 točk
V letu 2018 smo podelili 2 zlati in 4 srebrna priznanja za skupno razvrstitev ROBOsled pri čemer so se upoštevali vsi doseženi rezultati v posameznih disciplinah tekmovanja. V disciplini DIRKAČ so se tekmovalne ekipe razdelile glede na zgradbo tekmovalnega robota v tri poddiscipline: A-Sledibot (robot z analognim elektronskim krmiljem), B-MikRObot (robot s procesorskim krmiljem) in C-LEGObot (robot iz LEGO sestavljanke). Pri skupni razvrstitvi se upošteval dosežek v posamezni poddisciplini. Prvo mesto v Skupni razvrstitvi ROBOsled 2018 je osvojila ekipa Lenart, OŠ Lenart, ki je dosegla 25 točk.
Najuspešnejšim ekipam je seveda potrebno posebej čestitati. Vendar pa, kljub temu, da smo na tekmovanju podelili priznanja in nagrade sponzorjev zgolj tistim tekmovalnim ekipam, ki so se uvrstile na prva mesta v posamezni disciplini, in pa tudi skupno najboljši ekipi na tekmovanju, gre pohvala tudi vsem drugim tekmovalcem, saj je moto tekmovanja ROBOsled: »Pomembno je sodelovati, ne zmagati!«. Še posebej pa je potrebno izpostaviti tudi mentorje mladih tekmovalcev, ki pomagajo svojim učencem pri pripravi na tekmovanje z mobilnimi roboti, ki nas vsako leto bolj presenečajo s tehnološko dovršenostjo, saj s tem med našimi najmlajšimi popularizirajo robotiko, mehatroniko in tehniko nasploh, kar je dejansko tudi cilj naših robotskih tekmovanj.Vsi rezultati tekmovanja so objavljeni na spletni strani ROBOsled tekmovanja: https://robobum.um.si.
Državno tekmovanje RoboCupJunior Slovenija 2018
Tekmovanje RoboCupJunior Slovenija je sestavni del svetovnega robotskega tekmovanja za osnovnošolce in srednješolce, ki je v letu 2017 potekalo v Nagoyi na Japonskem (http://www.robocup2017.org), letošnje pa poteka v drugi polovici junija v Montrealu v Kanadi. (http://www.robocup2018.org/). Zadnja leta na svetovnem tekmovanju uspešno sodelujejo tudi slovenske dijaške ekipe. Od letošnjega leta dalje lahko slovenske ekipe kandidirajo tudi za nastop na evropskem RoboCupJunior tekmovanju, ki se letos prvič organizira v Italiji (http://www.robocupjunior.eu/).
Državno tekmovanje RoboCupJunior Slovenija 2018 je bilo izvedeno dvonivojsko, zato so na državnem tekmovanju 15. maja 2018 sodelovale le najboljše ekipe z regijskih predtekmovanj. Vsi roboti na tekmovanju RoboCupJunior, ne glede na disciplino tekmovanja, morajo voziti avtonomno. Zato so pomembni gradbeni elementi vsakega robota, pa naj bo samograden ali zgrajen iz sestavljanke, motorji, senzorji (za zaznavanje črte, stene, žoge) in mikrokontroler s programom.
Tekmovanje RoboCupJunior (RCJ) obsega precej raznolike discipline: Reševanje, Nastop in Nogomet.
Tekmovanje RCJ Reševanje ima kar tri različice Reševanje Črta, Reševanje Labirint in Reševanje CoSpace. Skupno vsem trem je, da tekmovalna arena predstavlja prizorišče naravne nesreče, na primer porušeno zgradbo po potresu. Naloga robota je reševanje ponesrečencev: na območju nesreče mora robot poiskati žrtev in jo nato prenese v varno območje. Pri Reševanju Črta je pot, po kateri mora peljati robot po areni (slika 6), označena s črno črto na beli podlagi. Med vožnjo po areni mora robot uspešno prevoziti križišča, premagati občasne prekinitve črte, ovire, ki jih mora prevoziti ali zaobiti ter rešiti žrtve (letos srebrne kroglice) na evakuacijsko točko (črn trikotnik). Nevarnosti, ki jih med vožnjo premaga robot, se točkujejo. Zmaga ekipa, katere robot zbere med vožnjo, ki je časovno omejena, največje število točk. Osnovnošolci in srednješolci v Sloveniji v skladu z državnimi pravili še tekmujejo ločeno, trend na svetovnem nivoju pa gre v smeri brisanje tovrstnih razmejitev.
Vsa leta je daleč najmnožičnejše odprto državno tekmovanje RCJ Reševanje Črta. V kategoriji za učence OŠ se je pomerilo 28 slovenskih osnovnošolskih ekip s krepko več kot 90 tekmovalci, ki so se na državno tekmovanje uvrstile kot najboljše ekipe iz regijskih predtekmovanj. Tudi slovenske srednješolske ekipe (18 ekip s približno 80 tekmovalci) so se na državno tekmovanje RCJ Reševanje Črta za SŠ uvrstile na osnovi uvrstitve na regijskih predtekmovanjih. Osnovnošolcem so je na tekmovanju RCJ Reševanje Črta pridružila tudi hrvaška ekipa, in prav tako so se tudi srednješolcem pridružile tri hrvaške ekipe.
Rezultati na slovenskem državnem tekmovanju RCJ Reševanje Črta za OŠ:
1 mesto: ekipa »Destroyers« iz OŠ Antona Šibelja – Stjenka Komen, 193 točk
2 mesto: ekipa »RoboSončki« iz OŠ Koper, 183 točk
3 mesto: ekipa »Pužac« iz 2. OŠ Slovenska Bistrica, 163 točk
Za odlične dosežke smo podelili 2 zlati in 4 srebrna priznanja. Na odprtem državnem tekmovanju je dosegla prvo mesto hrvaška ekipa »Školska knjiga HR«, ki je zastopala Hrvatsko društvo za robotiku.
Rezultati na slovenskem državnem tekmovanju RCJ Reševanje Črta za SŠ:
1 mesto: ekipa »Mehatroniki 2« iz ŠC Celje SŠ SMM, 328 točk
2 mesto: ekipa »CHEEKI BREEKI« iz ŠC Postojna, 288 točk
3 mesto: ekipa »Lava Script« iz ŠC Celje, Gimnazija Lava, 278 točk
Za odlične dosežke smo podelili 2 zlati in 4 srebrna priznanja. Na odprtem državnem tekmovanju je dosegla 3. mesto hrvaška ekipa »Lovrak«, ki je nastopala v okviru Hrvatskega društva za robotiku iz Zagreba.
Na tekmovanje RCJ Reševanje Labirint je sodelovala le ekipa iz srednje šole SERŠ Maribor. Tako je prvo mesto brez konkurence zasedla ekipa »SERŠ TEAM«. Tekmovanje je potekalo kar v prostorih SERŠ na njihovi tekmovalni areni.
Letos smo tretjič izvedli tudi tekmovanje v disciplini RoboCupJunior Reševanje CoSpace, kjer je sodelovalo skupaj šest ekip (od tega tri iz Hrvaške). V tej disciplini skušajo tekmovalci najprej s pomočjo računalniške simulacije najti najustreznejšo strategijo reševanja in jo potem tudi izvesti v virtualni tekmovalni areni. Odlično so se odrezali tekmovalci iz mariborske srednje šole SERŠ, ki so sicer v slovenskem državnem tekmovanju z ekipami »SERŠ Ziggi«, »SERŠ TEAM« in »SERŠ BOT« osvojili prvo, drugo in tretje mesto, v odprti konkurenci pa so morale priznati premoč hrvaški ekipi »Gebrűder Weiss« iz OŠ Mate Lovraka, Zagreb, ki je osvojila prvo mesto.
Za tekmovanje v disciplini RoboCupJunior Nastop (prejšnja leta se je imenovalo Ples) mora ekipa sama zgraditi robota, sebi in robotu izdelati kostume in sceno za nastop, izbrati glasbo in pripraviti koreografijo ter izvesti nastop z robotom (sliki 7 in 8). Na državnem tekmovanju je v letu 2018 sodelovalo 6 ekip, od tega 4 osnovnošolske in 2 srednješolski. Prvo mesto v osnovnošolskem slovenskem državnem tekmovanju je zasedla ekipa »Doberdob-Kranj« iz OŠ Franceta Prešerna Kranj in drugo mesto ekipa »Hitri in drzni« iz OŠ narodnega heroja Rajka Hrastnik. Zmagovite slovenske ekipe so v odprti konkurenci morale priznati premoč hrvaški ekipi »Cro Detective Squard«, ki je zastopala Hrvatsko društvo za robotiku, Zagreb. Med srednjimi šolami je v robotskem plesu prepričljivo zmagala ekipa »CroBlueAdriatic« iz SŠ Bol.
Na tekmovanju RoboCupJunior Nogomet (slika 9) tekmujejo ekipe v gradnji avtonomnih robotov, ki igrajo nogomet. Robotsko nogometno ekipo po trenutno veljavnih pravilih sestavljata dva robota. Eden od robotov v ekipi je vratar, drugi pa napadalec. Na nogometni tekmi zmaga robotska ekipa, ki da nasprotni ekipi več golov, kot jih je prejela. Ekipe igrajo medsebojne tekme na izpadanje.
Glede na zmogljivost in velikost robotov se ta tekmovalna disciplina deli še v kategoriji: »Lahka« in »Open«. V obeh kategorijah je nastopila le po ena ekipa.
Na državnem tekmovanju RoboCupJunior Nogomet je v kategoriji »Lahka« zmagala ekipa »DNTŽD« iz ŠC Ptuj, Elektro in računalniška šola. V kategoriji »Open« je dosegla prvo mesto brez konkurence ekipa »Hrvatski Telekom«, ki je zastopala Hrvatsko društvo za robotiku, Zagreb.
Za odlične dosežke na robotskem državnem tekmovanju ROBObum, ki zajema ROBOsled in RoboCupJunior, smo podelili priznanja za zmagovalna prva tri mesta, ter zlata in srebrna priznanja, pa tudi praktične in denarne nagrade, ki so jih prispevali pokrovitelji robotskega tekmovanja: podjetje Legama d.o.o. kot zastopnik LEGO v Sloveniji, podjetje Antus d.o.o. Jesenice, kot ponudnik sestavljank Fischer technik v Sloveniji, podjetje mCost d.o.o., kot zastopnik Universal Robots v Sloveniji, podjetje Fanuc Adria d.o.o., ki v Sloveniji ponuja industrijske robote Fanuc, podjetje MIEL d.o.o, kot zastopnik industrijske opreme Omron, ter HTE d.o.o. in IRT 3000 d.o.o..
Robotska tekmovanja omogočajo primerjavo tekmovalcev/ekip znotraj države na državnih tekmovanjih, primerjavo tekmovalcev/ekip na mednarodnem nivoju na mednarodnih tekmovanjih in razglasitev zmagovalcev oziroma najboljših treh tekmovalcev/ekip ter podelitev priznanj za uspeh.
Vendar zgoraj našteti cilji niso edini, ki jih zasledujejo robotska tekmovanja. Na področju robotskih tekmovanj je olimpijsko vodilo tekmovanj razširjeno z željo po novih znanjih in se glasi: »Pomembno je sodelovati, se naučiti čim več novega in ne zmagati.« To pomeni, da je cilj robotskih tekmovanj spodbujanje izvirne gradnje robota in aktivno učenje ob tem, ko se trudimo zgraditi nov, boljši robot po svoji izvirni zamisli. Sam dogodek – tekmovanje – naj bi bil v prvi vrsti priložnost za srečanje, primerjanje in izmenjavo izkušenj, pridobljenih pri gradnji robota. Želja po gradnji čim boljšega in izvirnega robota daje sodelujočim vzpodbudo za aktivno osvajanje novih znanj in vseživljenjsko učenje. Sama narava robotskega tekmovanja postavlja okvire za projektno delo. Gradnja robota je projekt, ki se mora zaključiti na datum tekmovanja, kajti le-ta določa rok zaključka projekta. Mnoga svetovna robotska tekmovanja spodbujajo sodelovanje in skupinsko delo s tem, da lahko na tekmovanjih sodelujejo izključno ekipe tekmovalcev. Opisane značilnosti robotskih tekmovanj so v skladu s pričakovanji družbe znanja, zato predstavljajo robotska tekmovanja odlično pripravo vsakega udeleženca tekmovanja na uspešno uveljavljanje v družbi znanja.
Robotska tekmovanja pogosto dopolnjujejo delavnice za tekmovalce in njihove mentorje, ki omogočajo hitro prenašanje novih znanj na vse sodelujoče na robotskem tekmovanju.
Razen doslej naštetega pa robotska tekmovanja s srečanjem ekip in izmenjavo pridobljenih izkušenj med njimi omogočajo tudi sledenje odprtim raziskovalnim problemom področja tekmovanja in spremljanje trenutnega stanja razvoja področja tekmovanja.
Nenazadnje, robotska tekmovanja prav gotovo spodbujajo mnoge učence osnovnih šol, da se odločajo za nadaljevanje šolanja v eni od tehniških strok. Podobno velja za maturante splošnih gimnazij, da se veča delež tistih, ki nadaljujejo študij na eni od tehniških fakultet na programih mehatronika, elektrotehnika in strojništvo.
Za uspešno izvedbo robotskih tekmovanj gre posebna zahvala za vsestransko podporo pri organizaciji tekmovanj bivšemu predstojniku Inštituta za robotiko prof. dr. Miru Milanoviču in vodstvu UM-FERI, ki omogoča koriščenje avle v stavbi G2 skupaj s sosednjimi učilnicami ter uporabo ozvočenja in video projekcije. Zahvala velja avtorjem fotografij študentoma Domnu Ulblu in Patriku Reku ter mag. Marijanu Španerju kakor tudi vsem sodelavcem Inštituta za robotiko, Inštituta za avtomatiko in mnogim študentom FERI. Prav tako velja zahvala vsem sodelavcem in mentorjem po srednješolskih tehniških centrih, še posebno ekipi SERŠ Maribor, ki so sodelovali pri izvedbi tekmovanj, kakor tudi vsem sponzorjem in donatorjem tekmovanja.
Letos so najuspešnejše ekipe v svojih disciplinah prejele poleg pisnih priznanj tudi praktične in denarne nagrade, ki so jo prispevali donatorji in sponzorji robotskega tekmovanja. Tako kot vsa leta tudi tokrat nismo zahtevali kotizacij. Vsi rezultati, fotografije, videoposnetki in medijski odzivi za zadnje tekme kot tudi za prejšnje so za tekmovanje RoboT na voljo na https://iro.feri.um.si/robot/, za ostala tekmovanja ROBOsled in RoboCupJunior pa na https://robobum.um.si.
