V Соревнования по образовательной робототехнике на Кубок Губернатора Томской области для детей 2019

Итоги

Регламенты	Призеры			Номинации
	1 место	2 место	3 место	Техническое интервью	Плакат	Инженерный журнал
1.РобоПарад (1-4 кл.)	РП16	РП01	РП10	РП16	РП01	РП11
2.Гонки по линии (4-5 кл.)	ГЛ11	ГЛ16	ГЛ06	ГЛ11	ГЛ17	ГЛ18
3.Кегельринг-квадро (5-6 кл.))	КР27	КР22	КР21	КР27	КР16	КР22
4.Лабиринт туда-обратно (5-7 кл.)	ЛА10	ЛА01	ЛА24	ЛА18	ЛА09	ЛА06
5.Марафон шагающих роботов (6-8 кл.)	МР03	МР13	МР07	МР11	МР21	МР07
6.Захват флага (6 - 8 кл.)	ЗФ05	ЗФ02	ЗФ15	ЗФ05	ЗФ04	ЗФ10
7.Сумо (6-8 кл.)	СМ01	СМ34	СМ19	СМ34 (Поздняков)	-	СМ34 (Поздняков)
8.РобоФутбол RCJ Soccer LightWeight (6-11 кл.)	ФЛ09	ФЛ02	ФЛ08	ФЛ09	ФЛ08	ФЛ09
9.РобоФутбол RCJ Soccer Open (6-11 кл.)	-	-	-	-	-	-
10.Танцы андроидных роботов (6-11 кл.)	ТР03	ТР11	ТР08	ТР10	ТР11	ТР08
Конкурс «Дизайн футболок команды»	ТР02	РП06	РП10

Подробнее http://tftl.tomedu.ru/node/862

Результаты соревнований по образовательной робототехнике на Кубок Губернатора Томской области для детей 31 октября 2018

Результаты соревнований по образовательной робототехнике на Кубок Губернатора Томской области для детей 31 октября 2018 

Регламенты	Призеры			Номинации
	1 место	2 место	3 место	Техническое интервью	Плакат	Инженерный журнал
1.РобоПарад (1-4 кл.)	РП06	РП09	РП02	РП02	РП06	РП04
2.Гонки по линии (4-5 кл.)	ГЛ12	ГЛ15	ГЛ06	ГЛ12	ГЛ05	-
3.Кегельринг (5-6 кл.)	КР26	КР09	КР04	КР02	КР08	КР18
4.РобоРалли (5-7 кл.)	РР02	РР31	РР25	РР31	РР10	РР17
5.Марафон шагающих роботов (6-8 кл.)	МР03	МР09	МР07	МР07	МР07	МР07
6.Захват флага (6 - 8 кл.)	ЗФ05	ЗФ09	ЗФ01	ЗФ05	-	-
7.Сумо (6-8 кл.)	СМ32	СМ18	СМ24	СМ33	СМ19	СМ12
8.РобоФутбол RCJ Soccer LightWeight (6-11 кл.)	Ruthless	Enigma	Global Elite	ZotaX	Терминатор	Global Elit
9.РобоФутбол RCJ Soccer Open (6-11 кл.)	cpc.tomsk	КтиЛ	-	-	-	-
10.Танцы андроидных роботов (6-11 кл.)	ТР03	ТР05	ТР06	ТР02	ТР06	ТР04
Конкурс «Дизайн футболок команды»	ФО01	РП09	РП04

Подробнее о соревнованиях на сайте ОГБОУ "Томского физико-технического лицея" http://tftl.tomedu.ru/node/740

Панельные дискуссии на ММСО2018 про образовательную робототехнику (видеозаписи). Разные мнения, разные подходы

Мне посчастливилось на ММСО2018 принять участие в панельной дискуссии "Соревновательная робототехника" в качестве спикера, на которой сравнивались различные соревнования, доступные школьникам. Видео  https://youtu.be/c4PBb2gE_Gc

 И еще одна дискуссия на ММСО2018 "Дополнительное образование в области роботехники: есть ли жизнь за МКАДом и рядом с «Кванториумами»", на которой я как "зауральский замкадыш" представлял замечательное место г.Томск, где жизнь за МКАДом есть ;) https://youtu.be/4FU-Zi0LAdE

 С уважением, Сергей Косаченко.

Взгляд из Томска на регламент соревнований робоавтомобилей Роботраффик Технион

Косаченко Сергей Викторович, заместитель директора по ИТ ОГБОУ «Томский физико-технический лицей», kosachenkosv@yandex.ru

2013. Роботраффик первое знакомство

Впервые демонстрацию регламента РобоТраФФик Технион я увидел в московском Доме Художника, во время апрельского фестиваля РобоМир-2013. Тогда меня поразили очень большие размеры поля, моделирующего городскую дорожную обстановку: перекресток, знаки, светофоры. Признаюсь, что поле из-за своих огромных размеров мне показалось очень неудобным для учебных и тренировочных занятий. Да и сейчас так кажется :). По этому полю-городу двигались робомашинки, которые мне тогда показались «очень странными», потому что из доступных нам в лицее образовательных робототехнических наборов кроме ЛЕГО и ARDUINO мы ничего не имели, а тут ездило что-то особенное, соблюдая ПДД. Взял тогда этот регламент «на заметку», так сказать на «будущую перспективу».

Кстати, там же на фестивале у стенда по соседству я впервые познакомился с Надеждой Бабенковой, представлявшей тогда робототехнические наборы HUNA TOP, которые (кто бы мог подумать тогда!?) так здорово в будущем соединятся у нас в Томском физико-техническом лицее с РобоТраФФиком, а позже частично войдут в замечательный отечественный робототехнический набор РобоТрек со множеством разнообразных ресурсных наборов.

В нашем лицее я проводил дополнительные учебные занятия по микроэлектронике, на которых лицеисты 5,6,7 классов изучали электрические схемы и управляли ими, составляя программы для контроллера Freeduino 2009 (клон Arduino из города Кемерово). Для ребят, кто уже «наигрались» со сборкой механизмов в LEGO и с простыми схемами для Arduino, учебные занятия со временем становились малоинтересными. Нам требовался дополнительный источник мотивации для таких лицеистов, чтобы возникла внутренняя потребность в изучении более сложных тем, и мы его нашли в регламенте РобоТраФФик.

Что меня привлекает в регламенте РобоТраФФик Технион:

• Конструирование учебного робота на шасси для РобоТраФФика требует изучения новой информации: рулевое управление по схеме Аккермана (так поворачивают практически все автомобили), дифференциал на ведущей оси.
• Можно использовать готовое покупное шасси от автогонок, что проще (проще — не значит лучше для обучения), но стоит немалых денег, а можно шасси собрать из любого доступного конструктора с разработкой и изготовлением некоторых нестандартных деталей на 3D-принтере, что, по моему разумению, полезнее для обучения и при этом вписывается в скромный бюджет.
• Следование по линии для робота с рулевым управлением по схеме Аккермана — это нестандартная учебная задача, поэтому при программировании заставляет учащихся хорошо подумать при выборе и настройке, казалось бы уже знакомых регуляторов (релейный, пропорциональный, ПИД).
• Составляя несложную электрическую схему робота для РобоТраФФика, с датчиками линии, дальномером, энкодером, ИК-приемником с интерфейсом UART, например, на основе платы Arduino, ребята на практике применяют знания в микроэлектронике.
• В отдельных номинациях команде требуется представить работу сконструированного робота, так и презентовать свой творческий технический проект для повышения безопасности на дорогах, продемонстрировать знание ПДД.
• Содержание отдельной номинации меняется каждый год, например, робот должен проехать заданное расстояние по прямой без программного подруливания с минимальным отклонением влево или вправо, или автономный робомобиль должен найти свободное место на парковке и автоматически припарковаться и т.д.

2014. Первый блин комом...

В 2014г. РобоТраФФик впервые был добавлен в состав регламентов российской робототехнической олимпиады, которая прошла в Казани. Подготовка к новому регламенту всегда проходит несколько сумбурно: не совсем ясные моменты в правилах требуют дополнительных разъяснений, демонстрации примеров, специфические модули и детали сложно приобрести, тренировочные поля отсутствуют и т.п.

Первые всероссийские соревнования моделей робоавтомобилей "Роботраффик" состоялись в Казани в период с 20-го по 22-е июня 2014 г. в рамках Всероссийской робототехнической олимпиады. В соревнованиях принимали участие школьники и студенты из Калининграда, Краснодарского края, Москвы, Новосибирска, Санкт-Петербурга, Томска, Уфы и Челябинской области.

Команда ТФТЛ спешно готовилась к этим соревнованиям.

Робомобиль для РобоТраФФика построили из деталей конструктора HUNA c дифференциалом от LEGO, электронную схему собрали на основе контроллера Freduino 2009, с которым были совместимы датчики от набора HUNA.

Робомобиль получился неплохой, но на соревнованиях в Казани семиклассник Дмитрий Тимофеенко выступил неудачно: не хватило опыта нашему участнику в программировании. Машинка успешно стартовала, останавливалась на первом знаке пешеходного перехода и вставала «как вкопанная», никуда дальше не ехала. Уже после соревнований детальный разбор программы показал, что в программе присутствовала логическая ошибка, которую мы не смогли смоделировать дома на упрощенном тренировочном поле: после остановки перед любым встретившимся знаком для старта и продолжения движения машинка ожидала входящий ИК-код сигнал «зеленый цвет светофора», которого естественно у знака «Пешеходный переход» не могло быть. К любым неудачам нужно относиться как к бриллиантам, т.к. это самый ценный опыт.

2015. Второй шаг — второй «бриллиант» в копилку опыта

В 2015 наша новая команда ардуинщиков: Маевский Матвей и Алинский Володя,- приняла участие в «Hello, Robot! Arduino» на московском РобоФесте (7 место). Для перехода «на следующий левел» Матвей решил готовиться к участию в РобоТраФФике на региональной робототехнической олимпиаде Томской области. Для тренировки огромные поля к РобоТраФФику расстилали в спортивном зале. На этот раз времени в запасе было больше, к подготовке ребята (Маевский Матвей и Тимофеенко Дмитрий) подошли более серьезно, хорошо настроили самодельное (!) шасси, собранное из деталей нескольких, «несовместимых» друг с другом конструкторов (LEGO, HUNA) и нескольких спроектированных и распечатанных на 3D-принтере нестандартных деталей для трапеции Аккермана, собрали электрическую схему, хорошо отладили алгоритм на следование по линии, прохождение перекрестков и «стрелок», реагирование на знаки и препятствия.

Заняв первое место в Томской области, ребята хорошо выступили на ВРО в Иннополисе. В номинации «проект для повышения безопасности на дорогах» заняли первое место с проектом «Умный знак «Пешеходный переход». Самодельное шасси не подвело в «E. Категории года: движение по прямой», где нужно было проехать расстояние с минимальным отклонением влево или вправо — второе место! Много команд с покупными готовыми шасси такой точности не смогли добиться.

Однако, в Иннополисе в том году баннерные поля РобоТраФФика «A. Движение по модели городского транспортного движения с соблюдением ПДД» и «B. Движение с максимальной скоростью по гоночной трассе» расстелили на мягкое половое покрытие, а не на твердый пол, в результате сопротивление качению резко возросло и нашей машинке с LEGO-моторчиком, увы, не хватило запаса по мощности электродвигателя — проиграли другим командам по скорости движения на трассах. Я уже писал выше, что наши неудачи - это бриллианты нашего опыта. Этот — очередное пополнение нашей «коллекции». Сейчас Матвей с родителями живет в Москве и занимается робофутболом у отличного тренера Сергея Мустафина. Часто видимся на различных соревнованиях. С радостью вижу его на фото среди Сборной России с «межнаров».

2016. Шаг третий и победа томичей

В 2016г. команда из нашего лицея в составе одного участника Алинского Владимира победила на региональном этапе РобоТраФФик. Однако, Володя занял первое место и в Робофутболе, поэтому ему пришлось выбирать: в каком состязании он больше хочет участвовать на Всероссийской робототехнической олимпиаде в Иннополисе. Он выбрал Робофутбол, и от Томской области на состязания по РобоТраФФику поехали серебряные призеры томской региональной олимпиады по робототехнике - команда из Центра планирования карьеры: Киреев Дмитрий Андреевич, Деев Андрей Алексеевич и их тренер Алексей Черных.

Ребята выступили замечательно и заслуженно стали первыми в России!

А уже в марте 2017 года на международном этапе РобоТраФФик Технион в Израиле в копилке у этой томской команды в различных международных номинациях добавилось три первых места и одно второе!

2016 г. был замечателен еще и тем, что в этот год под эгидой ОРТ, РАОР, ФИРО для педагогов и тренеров дважды проводились дистанционные курсы «Моделирование автономных транспортных средств» http://raor.ru/about/news/main/main_545.html .

 

2017. Автотранспортные ИРС и снова победа томичей!

К сожалению, в 2017г. Университет Иннополис на ВРО не проводил соревнования по регламенту РобоТраффик Технион. Зато среди нововведений того года в партнерстве с томской компанией «Popkov Robotics» появился регламент «Автотранспортные интеллектуальные робототехнические системы», в котором для определения дорожных знаков и перекрестков предполагалось использование компьютерного зрения.

Нашему «Томскому физико-техническому лицею» повезло с оборудованием — у нас было два прототипа машинок с микрокомпьютерами OrangePi на борту (работают с ОС Linux), которые достались нам благодаря разработкам R&D фирмы Элекард по гранту от томского ИТ-кластера. Однако, к оборудованию не прилагалось никаких методических материалов. Активную помощь в освоении этих машинок нам оказали сотрудники компании «Элекард», за что мы им очень благодарны. Они показали примеры программ для orangePi для чтения картинки с камеры, для команд управления машинкой и т.п.

Программу для распознавания дорожных знаков компьютерным зрением нужно было писать «с нуля». Для ребят, которые до этого момента работали только в Windows и не были знакомы с Linux, поначалу было сложно перейти на другую ОС.

Поскольку у нас имелось в наличии две машинки, то решили готовится двумя командами, но в альянсе: в одной команде были программисты-девятиклассники Марков Володя и Кудрявцев Иван, которые имели опыт создания нейронных сетей и написания windows-программ с библиотекой OpenCV, а в другой команде был опытный линуксоид-семиклассник Гетагазов Умар.

Сложности при подготовке к соревнованиям «Автотранспортные ИРС» ВРО2017 были серьезные:
- команда девятиклассников параллельно с тренировками сдавала ОГЭ,
- для обучения нейронной сети требовался большой датасет картинок дорожной обстановки, который ребята создавали «вручную»: веб-камеру на селфи-палку, ноутбук в рюкзак и пешком по «трассе» набирать кадры, которые потом пакетно обрабатывались в Linux скриптом (кадрирование, resize и пр.)
- поля с трассой, напечатанные на баннерной ткани, очень сильно «бликовали», что сводило с ума алгоритмы компьютерного зрения, а ребята боролись с боковой засветкой от окон путем завешивания окон подручными средствами.
- редакция регламента на сайте ВРО не была окончательной и подвергалась частым изменениям.

На соревнованиях в Иннополисе все эти труды ребят окупились сторицей. Обе команды достойно выступали, продемонстрировав хорошие результаты на заездах. По итогам состязаний победа и 1 место в регламенте «Автотранспортные ИРС» у команды «A contario» из ОГБОУ «Томский физико-технический лицей» в составе Марков Владимир и Кудрявцев Иван (тренер Косаченко С.В.). У их партнера по альянсу в тренировках - команды «W-must-d», единственный участник которой семиклассник из ТФТЛ Гетагазов Умар (тренер Косаченко С.В.), 4 место.

 

2018. Российский этап Роботраффик состоится в Томске

Не смотря на паузу в течение года, российский этап состязаний по регламенту Роботраффик Технион в 2018 г. будет проведен!

8-9 февраля в г. Томске состоится Всероссийский этап международных соревнований моделей робоавтомобилей «Роботраффик» 2018г.

Официальная страница мероприятия: http://robot.tom.ru/traffic/

К участию в Соревнованиях допускаются все желающие, подавшие заявку и прошедшие по квоте. (Квота 82 человека). Регистрация на соревнования «Роботраффик» 2018 продлена до 29-го января! Для этого необходимо заполнить форму Google по электронному адресу https://goo.gl/ubwG63

По вопросам обращаться на электронный адрес: rich.tomsk@mail.ru с указанием темы: «Роботраффик» или по телефонам: 8 (999) 620 3794 – Алексей, 8 (923) 416 6299 – Дмитрий.

Призеры соревнований по образовательной робототехнике на Кубок Губернатора Томской области среди детей 2 ноября 2017

Список призеров соревнований по образовательной робототехнике на Кубок Губернатора Томской области среди детей 2 ноября 2017

Регламент	1 место	2 место	3 место	Тех.интервью	Плакат	Инж. Журнал
1.РобоПарад (1-4 кл.)	РП06	РП04	РП07	РП04	РП01	-
2.Гонки по линии (4-5 кл.)	ГЛ05	ГЛ12	ГЛ11	ГЛ18	ГЛ03	ГЛ15
3.Марафон шагающих роботов (4-6 кл.)	МШ02	МШ01	-	МШ01	-	-
4.Кегельринг (5-6 кл.)	КР06	КР07	КР02	КР02	КР16	-
5.РобоРалли (5-7 кл.)	РР02	РР22	РР27	РР04	РР23	-
6.Захват флага (6 - 8 кл.)	ЗФ03	ЗФ02	ЗФ11	ЗФ05	ЗФ01	-
7.Сумо (6-8 кл.)	СМ08	СМ20	СМ09	СМ06	СМ06	СМ02
8.РобоФутбол (6-11 кл.)	РФ06	РФ01	РФ09	РФ05	РФ01	РФ06
9.Танцы андроидных роботов (6-11 кл.)	ТР06	ТР03	ТР05	ТР06	ТР03	ТР04
10.Конкурс «Дизайн футболок команды»	МШ02	-	-	-	-	-

.

Программируем mBot в Arduino IDE. Управление DC-моторами.

Вступление.

Мне попал в руки на тестирование робототехнический набор Makeblock mBot Educational Robot Kit, благодарю за это Алексея Филимонова. Робот уже был собран, поэтому мне очень интересно было изучить, как он программируется, чтобы прикинуть как с ним можно выстроить учебные занятия по образовательной робототехнике для школьников. 

Прежде всего рассмотрим его характеристики:

Среда программирования	Arduino IDE, mBlock (Mac OS, Windows, Linux*), mBlockly for mBot (iPad)
Устройства ввод	Датчик света (Light sensor), кнопка (button), инфракрасный приемник (infrared receiver), ультразвоковой дальномер (ultrasonic sensor), датчик линии (line follower)
Устройства вывода	Пьезопищалка (buzzer), RGB-светодиоды (RGB LED), инфракрасный передатчик (infrared transmitter), 2 порта для моторов (two motor ports)
Микроконтроллер	ATmega328, Arduino UNO-совместимый
Питание	4 AA батарейки по 1,5 Вольт
Беспроводная связь	Bluetooth
Размеры	17 х 13 х 9 см
Масса	500 грамм

Поскольку дома работаю на Ubuntu Linux, то первым делом начал установку mBlock с сайта http://www.mblock.cc/download/ (установочный deb-пакет). Установить среду под Linux получилось, но вот загрузить в робота простую тестовую программу сходу не удалось.

Ну, хорошо, попробуем программировать робота в Arduino IDE. Обзор информации и готовых проектов на ресурсах, посвященных Makeblock, привел к пониманию, что для упрощения программирования требуется специальная библиотека, и такая библиотека на просторах интернета была найдена. Приятно, что Makeblock придерживается философии OpenSource!

Скачал библиотеку по ссылке https://github.com/Makeblock-official/Makeblock-Libraries

Начнем знакомиться с примерами, прилагаемыми к библиотеке. Первым делом разберемся с управлением DC-моторами.

Пример 1. Работа с моторами.

Скорость вращения моторами на mBot варьируется в диапазоне от -255 до 255, причем от знака «+» или «-» числового значения скорости зависит направление вращения двигателем.

Если «+» - вращение DC-мотора по часовой стрелке, если смотреть на колесо, прикрепленное к валу двигателя. А если «-», то вращение против часовой стрелки. Учтем это при написании скетча для mBota: двигатели развернуты друг относительно друга на 180 градусов, поэтому, если нам нужно, чтобы робот двигался вперед, то для левого мотора нужно подать отрицательное значение скорости, а для правого — положительное.
Моторы в комплекте mBot без энкодеров, поэтому программировать маневры можно по таймингу (по времени).
Попробуем написать самый простой скетч, исполняя который робот mBot двигался бы по квадрату. Для этого в процедуре loop() нужно, чтобы робот двигался некоторое время вперед, затем поворачивался бы на 90 градусов. Эти два действия робот и будет повторять в цикле loop(). Ниже приведен данный скетч:



/*
Робот mBot движется по квадрату
(c) Sergey Kosachenko
*/
//подключаем библиотеку Makeblock
#include "MeOrion.h"
//определяем двигатели
MeDCMotor motorLeft(M1); //левый двигатель
MeDCMotor motorRight(M2); //правый двигатель
uint8_t motorSpeed = 100;


void setup()
{
}


void loop()
{

//вперед левый мотор
motorLeft.run(-motorSpeed);
//вперед правый мотор
motorRight.run(motorSpeed);


delay(2000); //2 секунды робот едет вперед


//стоп моторы!
motorLeft.stop();
motorRight.stop();
delay(100); // подождем 0,1 секунды пока робот остановится


//поворот налево примерно на 90 градусов на месте
motorLeft.run(motorSpeed); //левый мотор назад
motorRight.run(motorSpeed); //правый мотор вперед


//время для поворота подбирается экспериментально
//и сильно зависит от поверхности, по которой ездит робот
delay(700);


//стоп моторы!
motorLeft.stop();
motorRight.stop();
delay(500); // подождем 0,5 секунды пока робот остановится
}

Чтобы загрузить скетч в контроллер mBot, нужно подключить к нему USB-шнур и включить питание. Затем кликаем по кнопке «Загрузить». После загрузки скетча робот сразу же начнет движение, поэтому придерживайте mBot'а на весу. Если у вас робот осуществляет поворот не точно на 90 градусов, то нужно экспериментально подобрать время поворота. Оно сильно зависит от поверхности, по которой ездит робот и заряда батареек.

Кстати, о батарейках! Блок питания на 4 элемента питания формата AA по 1,5 Вольт (в быту их называют "пальчиковыми батарейками") надежно крепится на «липучке» под контроллером, но часто доставать его для замены батареек или зарядки аккумуляторов не очень удобно. Лайфхак: чтобы батарейки были легкодоступны и не падали, можно закрепить их канцелярской резинкой на крыше робота.

Видео движения mBot по этому скетчу можно посмотреть по ссылке https://youtu.be/v_bA_9u0gVU .

Готовится к изданию сборник «Методические рекомендации по образовательной робототехнике»

Готовится к изданию сборник «Методические рекомендации по образовательной робототехнике»

Вниманию авторов

Для обобщения и распространения лучшего педагогического опыта по образовательной робототехнике ОГБОУ «Томский физико-технический лицей» приглашает специалистов муниципальных органов управления образования, курирующих вопросы работы с одарёнными детьми, руководителей и специалистов региональных и межмуниципальных центров по работе с одаренными детьми, а также руководителей и педагогов образовательных организаций Томской области принять участие в подготовке материалов для издания сборника «Методические рекомендации по образовательной робототехнике». Выход сборника намечен на декабрь 2017 года. Срок предоставления статей в сборник - до 30 сентября 2017 года.

Сборник содержит следующие рубрики:
1. Инженерное образование в школе.
2. Организация учебных занятий по робототехнике в ОУ.
3. Методические рекомендации к курсу «Образовательная робототехника в школе».
4. Методические рекомендации по применению конструкторов.
5. В копилку педагога. Примеры разработок для уроков по робототехнике.
6. Региональный опыт.
7. Робототехнические соревнования.

Требования к материалам, представляемым к публикации.
В преамбуле указывается ФИО автора (полностью), регион, город, место работы, должность, научная степень (если имеется), звания (если имеются). Далее указывается наименование рубрики, наименование статьи и аннотация. Текст статьи объемом 3-10 страниц формата А4 (включая список литературы, графики, таблицы и др.) должен быть набран в текстовом редакторе (гарнитура Times New Roman, кегль 14, межстрочный интервал 1,5) и сохранен в формате DOC. Рисунки в форматах JPEG или TIFF. Поля страницы - по 2 см. с каждого края.

Подробнее об оформлении публикации для сборника смотрите.

Статьи просим высылать на электронный адрес kosachenkosv@yandex.ru (Косаченко Сергей Викторович, заместитель директора по ИТ ОГБОУ «Томский физико-технический лицей»). В теме письма указать - «Сборник «Методические рекомендации по образовательной робототехнике».
Публикация для авторов бесплатная.