Koło Naukowe Robotyków

Koło Naukowe Robotyków
„Modernizacja robotów modułowych do pracy w roju”
Nieustanny rozwój techniki pozwala człowiekowi budować coraz bardziej zaawansowane
i skomplikowane maszyny w tym także roboty, które potrafią zrobić prawie wszystko. Wraz z tym rozwojem
zmniejszany jest także czas potrzebny robotowi na wykonanie powierzonego zadania. Jednak najnowsze
technologie niosą za sobą oprócz wielkich możliwości, wielkie koszty. Nasze Koło Naukowe postanowiło wyjść
naprzeciw problemowi związanemu ze skomplikowaniem maszyn służących do wykonywania trudnych zadań
oraz ich ceną i zbudować rój względnie prostych i tanich robotów, które dzięki wzajemnej współpracy będą w
stanie stawiać czoła złożonym zadaniom.
W ramach Dużej Puli na projekty naukowe nasze Koło planuje zbudować rój złożony z 7 robotów
modułowych, których zadaniem będzie znajdowanie optymalnej drogi wyjścia z zespołu pomieszczeń. Roboty
te zostaną zbudowane na bazie już istniejących robotów skonstruowanych przez członków naszego Koła do
prowadzenia zajęć dydaktycznych skierowanych do uczniów szkół podstawowych i gimnazjów
z funduszy pozyskanych w ramach Festiwalu Nauki.
Fot. 1 Robot Modułowy
Ich modernizacja będzie obejmowała:





wymianę jednostki centralnej zbudowanej w oparciu o mikrokontroler ARM
wymianę modułu zasilającego
wymianę akumulatora
wyposażenie w niezbędne czujniki
komunikację bezprzewodową.
Aktualnie nasze roboty posiadają tylko czujniki linii, a jednostka centralna nie pozwala
na podłączenie modułu komunikacji bezprzewodowej. Ponadto akumulatory pozwalają tylko na 20 min
działania, podczas gdy przewidujemy że czas niezbędny do wykonania zadania będzie co najmniej trzykrotnie
dłuższy. W robotach będzie zamontowane po 8 kompletów czujników odległości (dalekiego i bliskiego zasięgu),
które będą pozwalały robotom na mapowanie terenu wokół nich. Akcelerometr, żyroskop, magnetometr oraz
zestaw silników z enkoderami pozwolą robotom na dokładną analizę ich własnych ruchów oraz zachowaniu
wyznaczonych trajektorii.
Do komunikacji między robotami wykorzystamy moduły radiowe ZigBee pozwalające
na komunikację w sieci Mesh (topologia siatki), zaś do komunikacji robotów z komputerem PC użyjemy
modułów Bluetooth. Pozwoli to na wysyłanie informacji o stanie każdego z robotów oraz analizowanie danych
w środowisku do obliczeń naukowych MatLab. Członkowie naszego Koła mają zamiar po zbudowaniu robotów
zaimplementować w nich algorytm mrówkowy, tak by roboty były w stanie optymalizować drogę „ucieczki” z
zespołu pomieszczeń. Roboty po modernizacji zachowają także funkcję robotów dydaktycznych, a ich
wyposażenie na pewno wzbogaci ofertę warsztatów prowadzonych przez nasze Koło i pozwoli
na przybliżenie uczestnikom warsztatów m.in. zasady działania czujników odległości, czy orientowania się
robota w przestrzeni. Moduł komunikacji Bluetooth pozwoli nam zintegrować Roboty Modułowe z aplikacją
na tablet przygotowaną przez członków naszego Koła, służącą do prostego graficznego programowania
robotów.
Fot. 2 Aplikacja na tablet do programowania robotów