Minu Cranfieldi MSc: Robootika MSc – minu rühmaprojektide kogemus

Tere! Minu nimi on Angelos Dimakos ja ma olen Kreekast. Hetkel õpin Cranfieldi ülikoolis robootika magistrantuuris. Olen ka selle kursuse kursuse esindaja. Selle ajaveebi jooksul soovin teile tutvustada oma rühmaprojekti kogemust robootika magistriõppes.

Grupi disainiprojekti element moodustab 20% magistriõppe kogumahust ja annab hindamatu kogemuse projekti elluviimisel tööstusharu struktureeritud meeskonnas. Saate arendada erinevaid oskusi, sealhulgas õppida, kuidas määrata meeskonnaliikme rollid ja kohustused, projektijuhtimine, tehniliste ettekannete esitamine ja kogemuste saamine töötamise meeskonnas, kuhu kuuluvad erinevate teadmistega liikmed.

Sel aastal käsitleti grupiprojektis droonide rakendamist osade tarnimiseks nutikates tehastes. Suur tööruum koos väikese suurusega muudab need ideaalseks väikeste komponentide tarnimiseks nii inimkasutajatele kui ka olemasolevatele ümberkonfigureeritavatele tootmisliinidele. Kuid väike kasulik koormus ja piiratud pardal olev töötlemisvõimsus seavad piiranguid. Sellisena tuli luua uudne lähenemine lokaliseerimisele ning dünaamilisele tee planeerimisele ja järgimisele. Väljatöötatud süsteemis kasutati kahte sülearvutit ja kahte drooni. Juhtiv droon kasutas robotite operatsioonisüsteemi kaudu lokaliseerimiseks ja robotite programmeerimiseks tarkvara. Lokaliseerimiseks kasutati ArUco markereid, kuna funktsioonide eraldamine on tugevam ja tõhusam. Järgmise drooni jaoks rakendati objekti järgivat algoritmi, mis kasutas juhtiva drooni külge kinnitatud objekti hetke määramiseks läve. Lisaks lisati osa tarnimise kontseptsiooni tõestuseks objekt. Seejärel kasutati 3 proportsionaal-integraal-tuletiskontrollerit, et määrata drooni liikumine hetke nihke ja kaamera keskpunkti alusel.

Kogemus on olnud väga ebatavaline. Valitsuse suunistest tulenevad piirangud on kujundanud lõpliku projekti. Samuti on mõjutatud juurdepääs laboritele, toele ja seadmetele. See olukord andis aga ka ainulaadseid võimalusi. Rühm pidi olema väga tõhus nii koosolekute kui ka laboriseansside ajal. Pidime võimalikud probleemid täpselt kindlaks määrama ja need õigeaegselt lahendama. Ajapiirangute tõttu oli ülioluline süstemaatiline eksperimentaalne ja uurimistöö. Kirjanduse ülevaate, valideerimisdokumentide ja videomaterjalide mallid tuli võtta järjekindlalt, et süsteemi arendust sujuvamaks muuta. Lõpetuseks, loomulik uudishimu ning avatud probleemi erinevate lähenemisviiside kiire rakendamine ja katsetamine arendas meie oskusi teadlaste ja süsteemiintegraatoritena. See on olnud elukutseliste robootikainseneride kohustuste osas põhjalik kogemus.

Projekt oli minu jaoks elumuutev kogemus. Esialgu pidin õppima olema paindlikum oma lähenemisel probleemide lahendamisele. Keerulistele probleemidele pole selgeid lahendusi. Edukaks lõpetamiseks oli vajalik teadustöö suuna muutmise oskus, tuginedes akadeemilistele töödele ja eksperimenteerimisele. Lisaks õppisin ja hindasin ajurünnaku ja horisontaalse, agiilse projektijuhtimise väärtust. Mõned valikud ei andnud tulemusi, seega pidin paljud ideed ja kontseptsioonid kõrvale jätma ja neid muutma. Lisaks mõjutasid minu uurimistööd ja integratsiooni mitmed välised tegurid, nagu olukord ja rakendamise käigus tekkinud väljakutsed.

Teadmiste osas õppisin palju hajutatud juhtimise, sülemrobootika ja masinnägemise kohta. Kuna igal droonil olid individuaalsed võimalused, pidime arendatud süsteemi kontseptualiseerimisel ja testimisel olema väga loomingulised. Tajumise kasutamine ühtekuuluvuse säilitamiseks oli midagi, mille mõtlesime välja ulatusliku isikliku ja rühmatöö kaudu. Lisaks õppisin lähenema riistvarale, millega mul polnud kogemusi, ja töötasin välja tarkvara testimise metoodika, võttes arvesse ohutust.

Väljakutsed olid selle projekti läbiviimise ajal väga erinevad. Esialgne väljakutse oli väga lühike tähtaeg. Pidime ülesande esitama märtsis, samal ajal kui rühmaprojekt oli pooleli. Lisaks oli meil süsteemi arendamiseks aega umbes poolteist kuud. Seda süvendas veelgi väga piiratud juurdepääs laboritele, mis oli umbes neli tundi nädalas. Lisaks oli seadmetega tutvumine droonide dünaamilise olemuse tõttu väga aeglane protsess. Tuli kasutusele võtta lähenemisviis, mis oli väga sihipärane, järkjärguline ja ohutu. Lisaks nõudis meie konkreetse rakenduse (intralogistika koos mehitamata õhusõidukite parvega) piiratud uurimistöö tõttu katsete kaudu palju teadmisi. Teine oluline kaalutlus oli tarkvara juurutamine. Tuli kasutusele võtta väga aeglane ja metoodiline, valideerimisel põhinev lähenemine. Kuna programmeerimisviga võis kaasa tuua seadmete kahjustumise, pidime erinevate tehnoloogiate testimisel olema väga ettevaatlikud. Seda tõsteti esile üldise süsteemi väljatöötamisel, mis nõudis droonide ja ka meeskonna vahel ohutut kaugust.

Olen oma meeskonna üle väga uhke. Ebaõnnetused ja väljakutsed, millega projekti käigus kokku puutusime, nõudsid mõnel juhul iseloomu tugevust ja vaprust. Me pidime olema väga mitmetahulised ja harmoonias. Me kõik olime tarkvaraarendajad, testijad, integraatorid, disainerid ja teadlased. Lisaks puudus selge hierarhia, kuna meil kõigil oli suhteliselt vähe kogemusi ning me pidime mõtlema ja otsustama süsteemi arendamiseks oluliste võimaluste üle. Meie leidlikkus ja paindlikkus paistsid samuti läbi, kuna uurisime ajapiirangute tõttu erinevaid võimalusi erineva eduga. See projekt poleks olnud võimalik ilma minu suurepärase meeskonna, meie toetava juhendaja ja labori eest vastutava kvalifitseeritud tehnikuta.

Moodulid olid selle projekti läbiviimisel hindamatud. Arusaamine samaaegsest lokaliseerimisest ja kaardistamisest ning mobiilsete agentide juhtimisest oli esmase kirjanduse ülevaate käigus väga oluline, et teha kindlaks lüngad olemasolevates uuringutes ja määrata juhtiva drooni jaoks piisav kiirus. Teadmised proportsionaal-integraal-tuletiskontrollerite kohta olid üliolulised ka järgmise drooni häälestamisel. Lisaks oli andurite liitmine katsete ajal ülioluline, kuna pidime tagama, et keskkond ei tekitaks nägemissüsteemiga probleeme. Lisaks oli oluline masinnägemine, kuna täpse jälgimise tagamiseks tuli valida sobiva suuruse ja värviga objekt. Samuti tuleb märkida, et ülesande käigus saadud ulatuslikud valideerimis- ja programmeerimisoskused kandusid otseselt üle süsteemi arendamisse. Lõpuks oli juhtivale droonile rakendatud roboti programmeerimine meie esimese mooduli käigus välja töötatud kogemuse otsene tulemus.

Omandatud oskused on minu tulevase karjääri jaoks väga olulised. Kvaliteedikontroll, tarkvaraarendus ja integreerimine on olnud väga kasulikud. Riistvarale tihedalt mõjunud programmeerimine võimaldas mul mõista, et aeglane ja metoodiline lähenemine on vajalik, kuna seadmetega liidestamisel on probleeme. Sellisena tunnen end palju paremini varustatud ja mugavamalt uute väljakutsetega toimetulemisel, mida ma praegu tajun võimalustena. Lisaks on tulevaste projektide jaoks määravaks kompromisside analüüs, suhtlemine ja paindlikkus, kus mul on erinevad rollid ja kohustused. Paindlikkus ja valmisolek abistada ja uusi probleeme lahendada võimaldavad mul end pingutada ja uusi oskusi arendada. Põhjalik ja täpne dokumentatsioon aitab ka ülesannete täpsel prioriseerimisel ja täitmisel.

Väljakutsed on need, mida ma hea sõnaga mäletan. Ma arendasin oskusi, teadmisi ja sõprussuhteid, mida oleks väga raske arendada. Kõik need olid aga väga tihedalt seotud omaste raskustega. Tee isikliku ja tööalase kasvu poole ei ole lihtne. Takistused ja tagasilöögid tekivad loomulikult. Võimalus neid probleeme lahendada koos mõttekaaslaste rühmaga on võimalus, mida on väga raske kasutada. Minu meeskonnal on ja saavutatakse suuri asju. Mul oli suur au kohtuda igaühega neist nendes erandlikes tingimustes.

Rühmaprojekti puhul ütleksin, et kõige olulisem eelis on võime teha vigu kontrollitud keskkonnas. Suhtlemine võib olla väga keeruline, eriti mitmekülgsete oskustega inimeste meeskonnas. Suhtlemine peab olema nii aus kui ka järjekindel. Sageli võib probleemiks olla ka ajaplaneerimine, eriti kui uurida erinevaid võimalusi. Siiski on vaja vastupidavust projekti lõpuleviimiseks ja paindlikkust lähenemisviiside osas. Lisaks on kannatlikkus ja valmisolek plaani muuta üliolulised, kuna projektid on väga sujuvad. Lõpuks on muidugi väga oluline oskus teadmisi reaalses riistvaras rakendada. Integreerimise ajal võib tekkida palju probleeme. Oskus neist igaühega toime tulla on ülioluline, eriti tulevaste robootikainseneride puhul.

Ootan väga oma lõputöö projekti! Uurin mehhatroonikat ja protsesside juhtimist traadilisandite valmistamisel. Kuna mul on keevitusinseneri sertifikaat, on tööstusstandardite ja akadeemiliste uuringute kombinatsioon kombinatsioon kahest väga erinevast lähenemisviisist. Standardid pakuvad rangeid spetsifikatsioone, et tagada tootlikkus, ohutus ja kõrge kvaliteet. Teadusuuringud pakuvad võimalusi rangeks analüüsiks ja uudseid lahendusi keerulistele probleemidele. Rühmaprojekt andis mulle aga palju parema perspektiivi. Automatiseerimist ja intelligentsust võib olla väga raske integreerida. Sellisena on teadmiste loomisel väga olulised katsed, uuringud ja saavutatavate eesmärkide kindlaksmääramine.

Pärast kursuse lõpetamist loodan teha karjääri akadeemilises ringkonnas. Omandatud oskused tehnilisest, isiklikust ja juhtimisalast vaatepunktist on hindamatud, et luua mõjusaid ja sisukaid uuringuid intelligentse keevitamise ja lisandite tootmise valdkonnas. Lisatootmis-, keevitus- ja automaatikatööstused vajavad lahendusi, mis võivad potentsiaalselt lahendada olemasolevaid probleeme. Lahtiseks probleemiks on suletud ahela juhtimissüsteemi loomine, et tõsta tootlikkust ja kvaliteeti, tagades samal ajal väikese materjali raiskamise ja head metallurgilised omadused. Loodan selle probleemi lahendada masinõppe, andurite liitmise ja mehhatroonilise juhtimise rakendamise kaudu.

Minu järgmine ajaveebi postitus selgitab minu individuaalset uurimisprojekti kogemust, vaadake varsti uuesti!

-

Loe mu eelmist blogi:  Minu Cranfieldi MSc: Robootika MSc – minu senine kogemus

Allikas: https://blogs.cranfield.ac.uk/aerospace/my-cranfield-msc-robotics-msc-my-group-project-experience?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=my-cranfield-msc-robotics-msc- minu-grupi-projekti-kogemus