"ПРОЕКТИТЕ НА ОЛИМПИЙЦИТЕ" - ФИЗИКЪТ ЙОРДАН СЪЗДАВА УЧЕБЕН РОБОТ

В тазседмичната статия в рубриката “Проектите на олимпийците” ви срещаме със 17-годишния Йордан, част от националния отбор за Турнира на младите физици през 2018 г. Неотдавна го срещнахме в блиц интервю, а днес посвещаваме материала на интереса му към роботиката
и разработаката му - четирикрак учебен робот, който да е лесен за сглобяване и ползване.  
Той се надява роботът да може да се използва в училище в часовете по информатика и физика.

Йордан започва да прави роботи във видеоигри като Kerbal Space Program, Besiege и подобни, даже много преди да знае какво е серво мотор или Arduino платка. Именно те го запалват по ходещите машини и роботиката като цяло. В десети клас прави първия ми истински робот, “ако 4 серво мотора, държани с ластици един за друг може да се нарече робот“, споделя състезателя. А след много пот и молитви нещо да не изгори разработва прототипа на сегашния си проект. По това време роботиката все му е хоби, но нещата бързо се променят, след като усеща тръпката след първото си състезание с прототипната версия.

Името на робота е ILEX – съкратено от Intelligent Life Exterminator.

"Накратко, състои се от две части – самият четирикрак робот и Arduino библиотека за работа с него. И двете са разработени да се използват от българските училища, които се занимават главно с точни науки като математическите гимназии. Често експериментите в учебния план не се правят, защото установките са похабени или са трудни за използване или на учителя не му се разправя... С цел разрешаването на два от проблемите, разработих компонентите да са възможно най-здрави и лесни за подмяна при нужда. Всъщност това го потвърдих „експериментално“ – на първото състезание с новия робот се наложи да сменя единия мотор ден преди представянето. След кратко обикаляне по софийските магазини за части успях да намеря мотор и роботът беше като нов. За да се накара ILEX да ходи е достатъчно да напишеш само robot.walk(), като програмирането на нови команди също не е трудно поради разположението на краката. “

Освен това Йордан разработва и няколко различни варианта на не-електронните части, по-точно за 3D-принтиране и за лазерно рязане, тъй като не всяко училище има достъп до 3D принтер. “Ако случайно някой счупи един от краката на робота, той може да продължи да функционира на три крака, а откачането и свързването на нови компоненти е лесно. Това отново съм го потвърдил по трудния начин – на едно друго състезание по случайност скъсах кабелите на един мотор и след като открих, че секундно лепило, изолирбанд и светена вода не помагат, просто откачих целия крак и роботът беше способен да ходи. В зависимост от нуждите на училището съм разработил две шасита – едното е с по-висока здравина, а другото има допълнителна поставка за още един серво мотор, върху когото могат да се поставят различни сензори.
Може би най-важната черта на този робот е, че неговата потенциална цена е около два пъти по-ниска в сравнение с най-евтините подобни установки за обучение по роботика, което ще е в голям плюс за училищата, проявяващи интерес към него.

В момента работя по алгоритъм, който да позволява на робота да се движи стабилно по неравен терен само с помощта на жироскоп. В действителност, фокусът ми в момента е да разширя моя проект да засяга не само учебната среда.

Реших да се занимавам с роботика, след като забелязах, че много от моите съученици се питат „Абе за какво ще ни е тази математика и информатика в живота?“. Истината е, че от всички науки най-лесно ще е да посочиш някой проект по роботика и да кажеш „Ето за това.“. Освен това, роботите са навсякъде около нас и предвид автоматизацията на нашия свят, те ще продължават да ни заобикалят. Тази наука е и връзката между реалността и идеализираните светове на физиката, математиката и информатиката – за мен лично е прекрасно да гледаш как числата и алгоритмите, които си писал след множеството обиди и ругатни по адрес на compiler-а се превръщат в истински, носещи смисъл движения като ходене, преодоляване на препятствия или даване на лапа за high five.

Поради горните причини е изключително важно обучението по роботика да започва колкото се може по-рано. Аз започнах да се занимавам с тази наука сравнително късно, защото нямаше кой да ме насочва в проектирането на робота и в резултат - главно сам съм се обучавал на това, което ми е трябвало като умения и знание. Би било прекрасно, ако учениците с интерес биват обучавани в извънкласни школи по роботика или дори тя да се преподава в училище не само в малкото на брой специализирани паралелки. Освен това програмирането на роботи ще доведе и към придаване на смисъл на часовете по математика и информатика – каква е ползата от суха теория, ако не се показва и практическото й приложение?

За да можеш да проектираш робот, който да не се разпадне като кула от карти при първото му пускане, имаш нужда от познания главно по физика, инжинерни науки и информатика.  По-точно, трябва да знаеш под какъв ъгъл трябва да е завъртян всеки мотор, за да може крайната точка на роботския крайник да има дадени координати, да знаеш как изглежда походката на типичното четирикрако животно, как можеш да я оптимизираш за специфичния случай на твоя робот... Освен това трябва да можеш да работиш с поялник и като цяло с ръцете си. Но най-важното нещо, което трябва да притежава един човек, занимаващ се с роботиката (роботик?) е да не се отчайва, когато нещо не стане от първия път. Всичко останало може да се научи в процеса на работа.”

Разпитваме го и какво му предстои тази година -  това са освен участия и състезания по ИТ и роботика, така и важно кандидатстване в университет. “Разбира се, продължавам да правя промени и одобрения по ILEX с надеждата, че някой ден като роботите се обърнат срещу хората, мен ще ме пощадят.”