A mesterséges intelligencia távlatai a robotautók tervezését is befolyásolják

11. alkalommal mérkőztek meg műegyetemisták autonóm járművei a RobonAUT versenyen.

„Jó mérnököket csak úgy lehet képezni, ha lehetőséget teremtünk számukra a gyakorlatra is. Külön előny, amikor ez játékosan valósulhat meg. Rendezvényünk mindezeknek megfelel” – összegezte a bme.hu számára a közelmúltban a Műegyetemen tartott robotautó versenyről Tevesz Gábor, a BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar (VIK) Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszékének egyetemi docense, az egyik főszervező. Elmondta, a végzés előtt álló hallgatók számára ez a VIK egyik legnagyobb szakmai kihívása, és a program sikerét jelzi, hogy már most sok diák a következő felől érdeklődik. „Sikerült megszervezni úgy ezt az eseményt, hogy a fiataloknak, az oktatóknak és a vendégeknek egyaránt vonzó legyen. Ugyanakkor figyelünk a közönség kezdetek óta módosuló korösszetételére is: egyre több a gyermek. Ezért önként és boldogan vállalt küldetésünk a program révén a mérnöki és természettudományos pálya népszerűsítése. Ha egy ilyen megmérettetésről egy kisiskolás hazamegy, arról fog ábrándozni, milyen robotot építsen magának” – jegyezte meg, hozzátéve, évről évre folyamatosan változtatják a versenypályát, újabb és újabb kihívást állítva az indulók elé. Mint fogalmazott, „elmentünk abba az irányba, ami „dörömböl az ajtónkon” : az autóknak egyre intelligensebben kell tájékozódniuk, helymeghatározást végezniük. A mesterséges intelligencia használatát igénylő tudás felerősödött, és ez alól a RobonAUT sem kivétel”.

„Az ügyességi pálya sikeres teljesítésénél 2019-ben és idén is a problémamegoldásra, valamint az autók intelligenciájára fókuszált a verseny. A járműveknek ezúttal is egy útvonalhálózatot kellett végigjárniuk: minden egyes szakaszt kapukkal ellenőrzünk. A tavalyihoz képest bonyolultabb pályát terveztünk, amely a korábbi 12 helyett most 18 felfedezendő útszakaszt tartalmazott, összetettebb elágazásokkal és zsákutcával” – ecsetelte Kiss Domokos, az Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék tanársegédje, a rendezvény másik főszervezője.

Kiss Domokos emlékeztetett: a gyorsasági feladat teljesítése ezúttal is külön pályán történt. A robotjárműveknek biztonsági autót kellett követniük, hasonlóan a Forma 1-es versenyekhez, azzal a különbséggel, hogy idén lehetőségük nyílt akár kétszer is előzést végrehajtaniuk. Az utolsó pillanatokig tartó felkészülésről elmondta: már a rendezvény előtt több nappal előfordult, hogy reggel fél hét körül találkozott olyan csapattal, amelynek tagjai nem korán érkeztek, hanem még az előző estéről maradtak bent az épületben gyakorlás céljából.

A RobonAUT a „Robotirányítás rendszertechnikája” című tantárgyhoz kapcsolódott, de nemcsak az ez irányú, hanem az egész egyetemi tanulmányok során megszerzett sokféle tudásra épít (elektronika, digitális technika, áramkörtervezés, szabályozástechnika, szoftverfejlesztés). „Kezdettől fogva az volt a szándékunk, hogy egy ilyen komplex, az ismereteket összegző versenyt hozzunk létre” – világított rá Kiss Domokos a rendezvényre felkészítő szemináriumok szükségességére, ahol elsajátítják az áramkörtervezést, valamint a szabályozástechnikát, és átismétlik a korábbi tananyagot az autóversenyzés területén történő alkalmazáshoz.

„A RobonAUT-on teljesítendő feladatok olyanok, amelyeken egy mérnök szívesen dolgozik: nehéz, mégis érdekes, emellett hatalmas élményt jelent, ha az általa készült jármű először elindul, vagy követni kezdi a kijelölt útvonalat” – ecsetelte Béres András, a BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar (VIK) elsőéves villamosmérnök MSc-s hallgatója, a junior kategóriában nyertes GITegylet tagja. A versenyen először induló fiatal hozzátette, a korábbiakban tanultakat a felkészülés során jól tudta a gyakorlatban hasznosítani, egyúttal tapasztalatot szerzett a beágyazott eszközök fejlesztésében, azon belül is napjaink egyik legelterjedtebb mikrokontrolleres családjának programozásában.

A csapat másik két ”mozgatórugója”, a BME Gépészmérnöki Karán (GPK) tanuló Cseh Zsombor elsőéves, valamint Kerekes Péter másodéves mechatronikai mérnök MSc-s hallgatók ugyancsak először vettek részt a versenyen. Elmondták, a megmérettetés közeledtével szinte „beköltöztek” a Q épületbe. „Kellemes, baráti közegben töltöttük az elmúlt fél évet, a többi induló részéről semmilyen ellenségeskedést nem tapasztaltunk; sőt alkalmanként egymást faggattuk egy-egy felmerülő tervezési probléma megoldásáról” – emlékeztek a felkészülésre a GITegylet tagjai, akik a robotautó megbízható működését tartották az egyik legnagyobb kihívásnak. „Az utolsó héten hiába voltunk már minden fejlesztéssel készen, különböző véletlenszerű hibák a legváratlanabb pillanatokban léptek fel. Ezeket már megtalálni sem tűnt egyszerűnek, hiszen a szerencsén is múlt, hogy egy adott helyzetben megjelentek-e vagy sem” – emelte ki Cseh Zsombor. Hozzátette: ilyenkor rettegve gondoltak arra, mi lesz, ha élesben is hasonló történik? „Az utolsó éjszaka aztán lett is gond – folytatja a beszámolót immáron Kerekes Péter: „sajnos, az egyik vonalszenzor meghibásodott, és a mikrokontrollerünket is ki kellett cserélnünk hajnalban”. A javítások után felkészítették a kocsit arra, hogy a pálya bármely pontján kelljen újraindítani, vissza tudjon térni az eredeti útvonalra.

A győztes csapat tagjai úgy vélik, sokat fejlődtek a problémamegoldás területén. Számos feladatra koncentráltak a szűkös idő alatt, mérlegelniük kellett, hol éri meg a bonyolultabb, és hol az egyszerűbb utat választani. Többször előfordult, hogy az elméletben kitalált megoldás a teszteléskor nem működött. „A felkészülés során idővel dörzsöltebbek és előrelátóbbak lettünk ezeknek a tapasztalatoknak a birtokában” – összegezte Béres András, megjegyezve: számára a szabályozástechnika terén tanított sokat a verseny. „Ez egy elég nehéz, elméleti tantárgy, ahol bonyolult matematikai fogalmakhoz valós intuíciókat társítunk. Mivel a kocsin szabályzót írtunk a motorhoz, a kormányzáshoz, a safety car követéshez és az előzéshez is, láthattuk, miképpen kell ezeket elkészíteni egy egyszerű mikrokontrolleren, és megfigyelhettük, mit okoz valós körülmények között a túl nagy erősítés vagy a telítés”.

RobonAUT 2020 junior díjazottak: GITegylet (1), Stranger Gears (2), ABS (3)

„A RobonAUT teljesen más projekt, mint amelyekkel az egyetemen és a munkahelyünkön találkozunk. Itt egy teljes rendszer fejlődését követhetjük végig a tervezéstől egészen a kivitelezésig, és teljesen szabad kezet kapunk ötleteink megvalósítására. A mai komplex programok mellett ilyen már csak kevés mérnöki munkában adatik meg” – hangsúlyozták a bme.hu kérdésére a Faketelen Taxi tagjai, akik az összesített első helyet szerezték meg. A Láncz Gergő és Sárközy Balázs villamosmérnökök, valamint Gugolya Zsanett műszaki menedzser hallgató alkotta csapat idén harmadik alkalommal vett részt a versenyen, és ezidáig mindig új autót építettek. „Nem gondoltuk azt, hogy egy már kész, a korábbi évben megalkotott robottal szeretnénk megjelenni, így folyamatosan egyre nagyobb és nagyobb kihívások elé állítottuk magunkat” – mesélték, hozzátéve: idén úgy döntöttek, minden eddiginél több egyedi megoldást alkalmaznak, emellett sok 3D nyomtatott alkatrészt használtak fel az autóikban. Ezen kívül a kanyartempó növelése érdekében független kerékmeghajtással nyomatékvektorozást is implementáltak.

A legnagyobb próbatételnek a mechanika megalkotását, majd a független kerékkormányzás és sebességszabályozás megvalósítását tartják. Sokkal bonyolultabb modellt alkottak ezek vezérlésére, mint az előző években. „A koncepciónk szerencsére helyesnek bizonyult, a kanyartempónk növekedett is, azonban a 2019-ben beállított rekordunk mégsem dőlt meg: kellett volna még egy-két hét tesztelés, amire nem volt lehetőségünk a lényegesen nagyobb terhelés mellett. Nehezítő tényezőként tekintettünk arra is, hogy mindhárman munka mellett készültünk a versenyre. Nagy szerencsénk van a cégünkkel, amely minden téren (például szabadnapokkal) támogatott bennünket” – emelték ki a csapat tagjai, hozzáfűzve: idén először szimulációkkal is segítették a felkészülést, így számos fejlesztés nem igényelt valódi autón történő tesztelést. Elmondták még: tavalyi győzelmük eredményeképpen korábban hasznos tanulmányúton vettek részt Japánban. A szigetországban találkozhattak a világ vezető robotkargyártóinak termékeivel, és láthatták, hogy az ROS (Robot Operating System) gyakorlati alkalmazása milyen előnyökkel jár. A 11. RobonAUT-on végül ezen rendszer révén valósítottak meg minden feladatot egy központi, Linuxot futtató vezérlőegységben.

RobonAUT 2020 összesített 1. helyezett: Faketelen Taxi

A versenyt ma már számos nagynevű cég szponzorálja: évek óta főtámogatója az evosoft Hungary Kft., kiemelt támogatók a Knorr-Bremse Fékrendszerek Kft., a Lightware Kft., a Silicon Laboratories Hungary Kft., a Balluff Elektronika Kft., az STMicroelectronics Hungary Kft., a Computer Controls Kft., a KUKA Hungária Kft., valamint még egy sor további cég járul hozzá a nívós rendezéshez és biztosítja a nyertesek pályadíjait. A szerteágazó kapcsolatok bonyolítását, a médiamegjelenéseket és a pályadíjak átadását a Pro Progressio Alapítvány segíti.

HA-GI
Fotó: SPOT