Robotinoored: siin on ainult loogilist mõtlemist vaja

Robotinoored: siin on ainult loogilist mõtlemist vaja

ROBOOTIKATÜDRUKUD: Kuressaare gümnaasiumi 7.b klassi tütarlapsed Maria, Hedi ja Joanna said oma roboti kõige kiiremini valmis. Võistlustelt tuli tubli robot lõpuks kolmanda kohaga.
Tüdrukute arvates võiks üks robootikaring toimuda sagedamini kui kord aastas.

Sel nädalal tuli mitmete kooliõpilaste jaoks koolivaheaeg teisiti. Eriti nende jaoks, kes esmakordselt osalesid Kuressaare gümnaasiumis ja TTÜ Kuressaare kolledžis toimunud robootikateemalistes töörühmades. Kolme päeva jooksul meisterdasid paarkümmend KG, Saaremaa ühisgümnaasiumi ja Valjala põhikooli õpilast roboteid, panid need üksteisega võidu sõitma ning tinutasid elektriskeeme. Igati kordaläinud vaheaeg, tunnistasid noored rahulolevalt.

“Need tüdrukud võiksid juba järgmisel aastal Tallinna tehnikaülikooli tulla,” märkis vaheaja robootikakursuse üks juhendaja Tiit Rätsep KG tütarlaste kohta, kes kolmapäeval esimestena oma roboti valmis said. Kolmepäevases robootikalaagris osalenud umbes kahekümnest õpilasest veerand olid tüdrukud. Ja väga tublid tüdrukud, kelle meisterdatud robot kaheksa roboti seas lõpuks kolmandale kohale tuli.

“Nad on väga special tegelased, neil oli lups-lups kõik valmis ja nad ei ole enne midagi sellist teinud,” kiitis juhendaja veelgi.
Robootikalaager toimus KG-s juba neljandat korda. Kui varasematel aastatel pühenduti näiteks lennumasinatele või robotite sumole, siis seekord oli eesmärgiks ehitada robot, mis läbib etteantud takistusrajad kõige kiiremini.

Kõigile robotiehitajatele anti kätte ühesugused Lego Mindstorms’i komplektid, millest roboteid tegema hakata. Need koosnevad erinevatest ehitamiseks ja liikumiseks vajalikest detailidest ja sisaldavad endas veel robotile vajalikku kompuutrit ehk aju, servomootoreid ja juhtmeid. Midagi kinni kruvida ei tule, kõik ühildub nagu Lego klotsid ikka.
KG 7.b klassi tüdrukud kiitsid, et sellise roboti ehitamine ei olnud üldse keeruline. “Ehitamine pole üldse keeruline olnud. Kõige keerulisem oli see, kui tuli arvutisse panna kõiki numbreid ja värke, et kui kaugel robot võib seinast olla, et siis pöörata,” rääkis Hedi Kereme.

Need 7.b tüdrukud pole varem robotitega kokku puutunud ja ka laagrisse sattusid üsna juhuslikult. “Mõtlesime sõpradega, et tahaks midagi erilist teha, ja tulime.” Tüdrukud oma otsust ei kahetsenud ja kinnitasid nagu ühest suust, et laager on väga äge olnud. Nende võistkonnas oli neli sõpra: lisaks Hedile veel Maria Lindau, Joanna Kajak ja Liina Salonen.
Lõpuks arvasid tüdrukud, et oleks vinge, kui selline robotiring, kus saab nisukesi masinaid ehitada, toimuks sagedamini. Neile meeldis, et terve roboti sai ise valmis teha ja programmeerida.

Kuidas robot sündis?

Põhiline on siin see aju ja juhtmed, need on selleks, et kõik tööle panna, teadsid tüdrukud rääkida, nagu oleks tegu maailma lihtsaima asjaga. Alguses tuli õppida, kuidas kõik käib, ja mõista ka roboti juhtimiseks vajaliku programmi ülesehitust.
Tüdrukud oskasid oma ülesanded nii ära jagada, et lahkarvamusi roboti ehitamisel ei tekkinud. Sel ajal kui ühed tegelesid disainimisega, programmeerisid teised roboti käsklusi. Vaidlusi olla küll tekkinud, kuid neid oli vähe.

Robootikatüdrukuid segas kõige rohkem see, et suur osa roboti tööle panemisest toimub katse-eksituse meetodil, mis tähendas, et arvutiklassi ja talveaia vahet tuli joosta kümneid kordi, et jälle midagi muuta. Robotid pidid nimelt sõitma talveaias. “Kui ta jälle vastu seina sõitis, siis tuli üks arv programmis ära muuta, siis teine, tuli muudkui katsetada,” rääkis Joanna.

Küll sõitis robot vastu seina ja kiilus takistuste vahele kinni, küll tekkis probleeme pööramisega. Kõik see tuli arvutis programmeerida – kui millegi pihta lähed, siis tagurda ja pööra ning proovi uuesti. Robotiehitajad pidid määrama pööramise kraadid ja liikumiskaugused pärast põrget.
Tütarlapsed, kes end muidu kõige tublimateks matemaatikuteks ei pea, said kõigega hästi hakkama. “Siin on vaja rohkem loogilist mõtlemist lihtsalt,” arvas Hedi.

Robotimeistrid tunnistavad, et esialgsest robotist lõpuks pärast katsetusi palju järele ei jäänud, valmis sai hoopis teistsugune masin. Näiteks vahetati suured esirattad väikeste vastu, sest väikesed takistasid liikumist pööramisel vähem. Ka kaotati roboti eest ära esialgne pikk torn, mille küljes oli puuteandur. See viis roboti liiga kergelt tasakaalust välja.
Lõpuks olid ikkagi just tüdrukud need, kelle robot esimesena valmis sai. Robot oli ka väga tubli, võitis esimeses võistluses teise koha ja kokkuvõttes kolmanda.

Kokku oli robotitel kaks erinevat võidusõitu. Esimeses pidi robot sõitma talveaia käänulisel teel trepi juurest purskkaevu taha, teises võistluses pandi teele veel lillepotid takistuseks ette ning robot pidi olema võimeline nendest mööda laveerima.
Tüdrukud ei olnud oma heast tulemusest üllatunud – ka eelmisel aastal võitis robootikalaagris just tüdrukute, mitte poiste robot. Üks tüdrukute võistkonna liikmetest, Liina, sai robotitest nii palju innustust, et arvas, et hakkab edaspidi osalema TTÜ kolledžis toimuvates robootikaringides.

Ka seekordsete võitjate seas oli üks tütarlaps. Võistluse võitjarobot nimega Endel sündis Piret Salumäe ja Risto Lindmäe kätetööst. Risto tunnistas, et on laagris juba teist korda ning talle meeldib robotite ehitamise juures kõige rohkem just programmeerimise osa, mis talle väga huvi pakub. Ta arvas, et otsib ka edaspidi võimalusi robotitega rohkem tegeleda.

Vilgutasid kuuske

Kui esimesed kaks laagripäeva meisterdati ja tegeleti robotitega KG ruumides, siis laagri viimasel päeval liiguti TTÜ Kuressaare kolledžisse elektroonikaga tegelema. Juhendajad Roland Noormägi ja Marko Adel rääkisid seal noortele, mis asjad on elektriskeemid, transistorid ja LED-tulukesed ning kuidas nendest vilkuv kuusepuu valmis tinutada.

Õpilastele jagati kätte komplektid, kus ühe vilkuva kuuseskeemi tinutamiseks kõik vajalik olemas. Marko, kes juhendab iganädalaselt kolledži ruumides robootikaringi, jäi oma õpilastega rahule, ehkki nii mõnegi tööd tuli ise veidi kohendada. Mõne koha peal tundus, et poisid võiksid rohkem tina panna, teisal näis tina üle voolavat lühiseid looma.
Laagrilised Jaagup Otsa ja Janis Sepp tunnistasid, et neile oli rohkem meelt mööda eelmistel päevadel toimunud robotitega mässamine ning ehkki neile meeldis ka tinutada, eelistaksid nad rohkem robotitega tegeleda.

Ka kuusemeisterdamises olid tüdrukud taas kiired ning tegid oma töö korralikult ja enne teisi ära – kuused vilkusid nagu vaja. Liina tunnistas laagri lõpus, et talle meeldis skeemi tinutamine natuke rohkem.
“See on rahulikum nokitsemine,” arvas ta.


Mis teeb roboti?

Tallinna tehnikaülikooli teise kursuse mehhatroonikatudeng Rain Ellermaa (parempoolsel pildil) selgitas, mis teeb robotist roboti ja kes on võimelised robotit ehitama. Rain on ise robotitega tegelenud samaealisena kui laagrilised praegu, kuid siis selliseid laagreid ei olnud. Nüüd võistleb ta nagu tema kaasjuhendaja Tiit Rätsepki kohalikel ja Baltimaade robotite võistlustel. Hiljuti võitis tema robot Baltic Robot Sumol teise koha.

Erinevus tavalise mänguauto ja roboti vahel on Raini ja Tiidu sõnul see, et robot võtab kõik oma otsused vastu ise. Teda ei juhi keegi, kui ta liigub, ta teeb oma liikumises korrektuure vastavalt etteantud programmile. “Mõtleb ise, nii palju kui seda mõtlemiseks lugeda saab,” märkis Rain.

Et robot liikuma panna, on vaja kahte mootorit. Ühe mootoriga on teda keeruline pöörama panna. Raini sõnul on robotid suuremalt jaolt tehtud n-ö tankipööramisega – üks mootor liigutab üht ratast ühtpidi, teine teistpidi. Selline pööramine on kõige lihtsam.

Järgmine asi, mida robotil vaja, on andurid. Neid on erisuguseid. Laagris kasutati ultraheliga kaugusandurit, millega saab mõõta distantsi eesolevatest objektidest sentimeetri täpsusega, ja tavalist puuteandurit, mis kokkupõrkel annab teada, kas midagi on ees või ei ole. Juhendajate tehtud robotil oli ka valguspeegeldav andur, mis suudab tuvastada peegeldava pinna eripärasid nagu värv.

Roboti vahest kõige tähtsam osa on aju. Põhimõtteliselt on see nagu väike arvuti, millel on väljundid mootorite ühendamiseks ja sisendid andurite jaoks. Lisaks sisestatakse arvutisse kood, kus määratletakse käsud vastavalt ülesandele. See programm saadetakse masinasse näiteks lauaarvutist või laptop’ist bluetooth’i või USB-juhtme kaudu.
Laagris kasutati programmeerimiseks veidi lihtsustatud C-keelt, mida kõigile veidi tutvustati.

Kui laagri robotid olid tehtud Lego Mindstorms’i komplektist, siis tegelikult on võimalik kõiki juppe – andureid ja ajusid – ka eraldi hankida, nii et ei pea tingimata Lego olema. Näiteks robotid, mida tudengid ehitavad, on teistest juppidest ja palju võimsamad. Vahe on umbes selline, et kui laagris kasutatud “ajud” töötlevad umbes 200 instruktsiooni sekundis, siis tudengite robotid umbes 20 miljonit.

Rain täpsustas, et robotid ehitatakse peaaegu alati mõne konkreetse ülesande jaoks ning vastavalt ülesandele tuleb ka roboti ülesehitus erinev. Mõnel võistlusel on robotile antud joone jälgimise ülesanne, mis tähendab, et robot peab liikuma mööda mahajoonistatud joont. Selleks on robotil vaja kahte valgustundlikku andurit. Laagris tehti takistussõidu ülesanne, milleks oli tarvis andurit, mis jälgib objektide olemasolu teatud kauguses.

“Robot on ehitatud suuremalt jaolt võimalikult ülesandespetsiifiline. Mõningaste muudatustega saab teha ka teisi ülesandeid, kuid universaalsematest asjadest ei tule sageli midagi välja,” arvas Rain.
Rain teab ka, et roboti ehitaja ei pea olema tingimata matemaatikas tugev, vaid eelkõige on vaja hästi palju loogilist mõtlemist. Kasuks tulevad insenerioskused selles mõttes, et saaks aru, kuidas hammasratastega ülekanded toimivad. “Väga palju rohkem polegi vaja. Programmeerimine on õpitav, Legode puhul elektroonikat teadma ei pea, ühenda lihtsalt juhtmed.”

Print Friendly, PDF & Email
(Vaadatud 195 korda, sh täna 1)