5 ος Ετήσιος Διαγωνισμός Τεχνοπλεύση

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Πανεπιστήμιο Κύπρου 5 ος Ετήσιος Διαγωνισμός Τεχνοπλεύση Σάββατο, 24 Απριλίου 2010 Ρομποτική Ανακύκλωση ΙΙ

Ο Θεσμός της ΤεχνοΠλεύσης Εή Ετήσιος διαγωνισμός με θέμα την Τεχνολογία Κύριος στόχος είναι η ενθάρρυνση της Καινοτομίας, Εφευρετικότητας και Δημιουργικότητας στην Τεχνολογία. Κίνητρο προς τους νέους για να ασχοληθούν με θέματα τεχνολογίας Τεχνολογική πρόκληση: οι μαθητές καλούνται να δώσουν λύση σε δύσκολα τεχνολογικά προβλήματα Ο διαγωνισμός εντάσσεται στα πλαίσια των προσπαθειών του Τμήματος και του Πανεπιστημίου Κύπρου για την προώθηση των επιστημών υψηλής τεχνολογίας και της τεχνολογίας της πληροφορίας. 2

Ο Φετινός Διαγωνισμός Ρομποτική με Θέμα: Ρομποτική Ανακύκλωση Ίδια ιδέα όπως πέρσι, αλλά με σημαντικές αλλαγές στους κανονισμούς του παιγνιδιού! Κάθε ομάδα πρέπει να φτιάξει και να προγραμματίσει ένα ρομπότ το οποίο θα ξεχωρίζει τα τέτραπακ από τα αλουμινένια τενεκεδάκια, και θα τα μεταφέρει στη σωστή θέση στο εργοστάσιο ανακύκλωσης Σημαντικός στόχος είναι η καλλιέργεια της συνεργασίας μεταξύ των αυτόνομων ρομπότ για πιο αποτελεσματική ανακύκλωση Επιβραβεύεται η μεταφορά αντικειμένων στο αντίθετο γήπεδο και η μεταφορά στο δικό σου κάδο αντικειμένων που προέρχονται από το αντίθετο γήπεδο Τιμωρείται η μη μεταφορά αντικειμένων στο αντίθετο γήπεδο και η «αδιαφορία» δ ί σε αντικείμενα που προέρχονται από το αντίθετο γήπεδο (δηλαδή, που έχει μεταφέρει το άλλο ρομπότ στο δικό σου γήπεδο) 3

Δικαίωμα Συμμετοχής Δικαίωμα συμμετοχής έχουν όλοι οι μαθητές και μαθήτριες δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης. Κάθε ομάδα μπορεί να αποτελείται από έναν/μια έως πέντε μαθητές ή μαθήτριες Η κάθε ομάδα θα πρέπει να σχεδιάσει και να προγραμματίσει το δικό της ρομπότ. Τα μέλη κάθε ομάδας θα πρέπει να γνωρίζουν ακριβώς τη λειτουργία του ρομπότ τους Θα πρέπει να είναι σε θέση να απαντήσουν οποιαδήποτε ερώτηση σχετική με το ρομπότ τους Κάθε ομάδα μπορεί να έχει κάποιο σύμβουλο καθηγητή, συγγενή, φίλο ή γνωστό. 4

Δικαίωμα Συμμετοχής Όλες οι ομάδες θα πρέπει να συμπληρώσουν το έντυπο «Δήλωση Συμμετοχής Ομάδας» και το ερωτηματολόγιο περιγραφής του ρομπότ και να τα αποστείλουν στο Τμήμα μέχρι τις 26 Μαρτίου 2010 Ο διαγωνισμός θα διεξαχθεί το Σάββατο 24 Απριλίου 2010 Έντυπα, διάφορες πληροφορίες καθώς και ανακοινώσεις σχετικές με το διαγωνισμό θα δημοσιεύονται στην ιστοσελίδα της ΤεχνοΠλεύσης: www.texnopleysi.ucy.ac.cy 5

Ο Διαγωνισμός Θα έχει την μορφή τουρνουά όπου όλοι ξεκινούν στο ίδιο επίπεδο στον πρώτο γύρο Σε κάθε γύρο η κάθε ομάδα θα παίξει δυο παιχνίδια με δυο άλλες ομάδες διάρκειας 3 λεπτών και θα πάρει μια συνολική βαθμολογία Στον επόμενο γύρο θα προχωρήσουν οι ομάδες οι οποίες κατατάσσονται στις πιο ψηλές θέσεις με βάση την συνολική βαθμολογία των δυο παιχνιδιών τους και το όριο αποκοπής π.χ. προχωρούν το 60% των ομάδων στον επόμενο γύρο 6

Το Εργοστάσιο Ανακύκλωσης Το εργοστάσιο ανακύκλωσης διαχωρίζεται σε δυο χώρους έναν για το κάθε ρομπότ Το εργοστάσιο ανακύκλωσης έχει περιφερειακό περιτοίχισμα (ύψος 30 cm) Η κάθε περιοχή είναι διαρρυθμισμένη ώστε να έχει ένα κάδο συλλογής (μαύρο ή άσπρο) Το πάτωμα μεταξύ των κάδων (γκρίζα περιοχή) έχει αυξανόμενη απόχρωση ώστε το ρομπότ να ξέρει προς τα που κινείται Μεταξύ εαξύτων δύο χώρων υπάρχει ένα διαχωριστικό δαχωρσ όύψους 30 cm, με κενό ύψους 9 cm στην κάτω μεριά, για να μπορούν τα ρομπότ να μεταβιβάζουν αντικείμενα στο απέναντι γήπεδο, χωρίς να εισέρχονται στο αντίθετο γήπεδο - μόνο στο πρώτο μισό του αγώνα. Το διαχωριστικό θα κλείσει με το πέρας του πρώτου μισού του αγώνα (δηλαδή στο 1.5 λεπτό) και θα είναι κατασκευασμένο από διαφανές υλικό, παρόμοιο με το περιφερειακό περιτοίχισμα 7

Το Εργοστάσιο Ανακύκλωσης 1.5 m 3 m Διαχωριστικό σε ύψος 9cm πάνω από το δάπεδο για το πρώτο μισό του αγώνα ΜΟΝΟ. Το διαχωριστικό θα κλείσει με το πέρας του πρώτου μισού του αγώνα (δηλαδή στο 1.5 λεπτό). Γκρίζες περιοχές Κάδοι συλλογής 0.1 m 0.2 m 8

Τα Αντικείμενα Θα υπάρχει διακριτικό σημάδι στα αντικείμενα για να γνωρίζει ο διαιτητής την προέλευση του κάθε αντικειμένου Άσπρο Μαύρο 9

Στόχος του Παιχνιδιού Στόχος είναι να μεταφερθούν όσα περισσότερα μαύρα αντικείμενα στον μαύρο κάδο ανακύκλωσης και όσα περισσότερα άσπρα στον άσπρο κάδο. Τα αντικείμενα που περνούν στην αντίθετη πλευρά πρέπει να περνούν κάτω από το διαχωριστικό Το διαχωριστικό θα κλείσει με το πέρας του πρώτου μισού του αγώνα (δηλαδή στο 1.5 λεπτό), άρα η μεταφορά αντικειμένων στο αντίθετο γήπεδο μπορεί να γίνεται μόνο στο πρώτο μισό του αγώνα 10

Βαθμολόγηση η Παιχνιδιού +3 βαθμούς (ανά αντικείμενο) για σωστή τοποθέτηση στον κάδο συλλογής των αντικειμένων που είναι αρχικά στο γήπεδο της κάθε ομάδας [σε όλη τη διάρκεια του αγώνα] +2 βαθμούς (ανά αντικείμενο) για σωστή τοποθέτηση στον απέναντι χώρο [στο πρώτο μισό του αγώνα μόνο] +3 βαθμούς (ανά αντικείμενο) για σωστή τοποθέτηση στον κάδο συλλογής των αντικειμένων που έχουν μεταφερθεί από το απέναντι γήπεδο [σε όλη τη διάρκεια του αγώνα] -3 βαθμούς για κάθε δικό σου αντικείμενο που τοποθετείται στο λάθος κάδο συλλογής ή στο απέναντι γήπεδο -1 βαθμό (α) για κάθε αντικείμενο που δε μεταφέρεται στο απέναντι γήπεδο, και (β) για κάθε αντικείμενο (δικό σου ή όχι) στο δικό σου γήπεδο που δεν τοποθετείται σωστά στον δικό σου κάδο συλλογής 11

Παράδειγμα Τοποθέτησης Αντικειμένων Τα αντικείμενα στο διαγωνισμό θα είναι μαύρα και άσπρα. Το κόκκινο και το πράσινο υποδεικνύουν το γήπεδο της ομάδας στο οποίο τοποθετούνται αρχικά τα αντικείμενα (αριστερό η δεξί) 12

Παραδείγματα Βαθμολόγησης Τα αντικείμενα πρέπει να βρίσκονται ολόκληρα στον κάδο ή/και στο αντίθετο γήπεδο για να πάρουν θετική/αρνητική βαθμολογία Η αριστερή ομάδα έχει τοποθετήσει μόνο ένα αντικείμενο σωστά εξ ολοκλήρου Η δεξιά ομάδα έχει τοποθετήσει και τα έξι αντικείμενα σωστά εξ ολοκλήρου 13

Παραδείγματα Βαθμολόγησης 2x(1) (-1) για την δεξιά ομάδα 3 x (+3) 2 x (+2) 1x(-1) 1) Σύνολο = 12 Τα αντικείμενα πρέπει να περάσουν ΠΛΗΡΩΣ στο απέναντι γήπεδο στο ΠΡΩΤΟ ΜΙΣΟ του αγώνα 3 x (-1) 3 x (-3) Σύνολο = -14 14

Παραδείγματα Βαθμολόγησης -1 βαθμός για γααντικείμενα εμε α που (α) δε μεταφέρθηκαν α σωστά στο σοαπέναντι α γήπεδο στο πρώτο μισό του αγώνα (αντικείμενα 1,2,3,4 στο κάτω διάγραμμα) και που (β) βρίσκονται στο δικό σου γήπεδο και δε μεταφέρθηκαν σωστά στο δικό σου κάδο (αντικείμενο 5 στο κάτω διάγραμμα) 1 5 2 3 4 3 x (+3) 4 x(1) (-1) 2 x (+2) 3 x (+3) 1 x (+3) 1 x (-1) Σύνολο = 8 Σύνολο = 12 15

Παραδείγματα Βαθμολόγησης -1 βαθμός για γααντικείμενα εμε α που (α) δε μεταφέρθηκαν α σωστά στο σοαπέναντι α γήπεδο στο πρώτο μισό του αγώνα (αντικείμενα 1,2,3,4 στο κάτω διάγραμμα) και που (β) βρίσκονται στο δικό σου γήπεδο και δε μεταφέρθηκαν σωστά στο δικό σου κάδο (αντικείμενα 5,6,7 στο κάτω διάγραμμα) 5 2 1 7 6 3 4 2 x (+3) 2 x (+2) 2 x (+3) 1 x (+3) 5 x (-1) 2 x (-1) Σύνολο = 4 Σύνολο = 8 16

Έναρξη Παιχνιδιού Τουλάχιστον 3 λεπτά πριν από την έναρξη του παιχνιδιού οι ομάδες πρέπει να βρίσκονται στον ειδικά διαμορφωμένο χώρο και να έχουν το ρομπότ τους έτοιμο για το παιχνίδι. Εάν μια ομάδα καθυστερήσει πέραν του ενός λεπτού ακυρώνεται και ξεκινά το παιχνίδι χωρίς αυτή. Η ομάδα η οποία θα αγωνιστεί μόνη θα πάρει 2 μονάδες επιπρόσθετες. Πριν από κάθε παιχνίδι θα ελέγχεται το μέγεθος κάθε ρομπότ Σε περίπτωση που δεν πληροί τις προδιαγραφές θα ακυρώνεται και θα ξεκινά το παιχνίδι χωρίς αυτό. Η ομάδα η οποία θα αγωνιστεί μόνη θα πάρει 2 μονάδες επιπρόσθετες. 17

Έναρξη Παιχνιδιού Για κάθε παιχνίδι, η ομάδα που το όνομα της εμφανίζεται πρώτο στο φύλλο αγώνος θα μαζεύει μαύρα αντικείμενα στον κάδο της και έτσι μπαίνει στην αντίστοιχη μεριά του γηπέδου Ένας αντιπρόσωπος από κάθε ομάδα θα είναι υπεύθυνος να τοποθετήσει (σε συνεργασία με τον διαιτητή) και να ξεκινήσει το ρομπότ. 18

Έναρξη Παιχνιδιού Τα ρομπότ αρχικά τοποθετούνται στα σημεία που φαίνονται στο σχήμα. Τα ρομπότ θα κοιτάζουν προς την κατεύθυνση του άλλου ρομπότ. Στον πρώτο γύρο το αντικείμενα θα τοποθετηθούν θ όπως φαίνονται στο πιο κάτω σχήμα Στους επόμενους γύρους θα αυξηθεί η δυσκολία με διαφορετικές τοποθετήσεις και αύξηση των αντικειμένων Ρομπότ 1 Ρομπότ 19 2

Το Παιχνίδι Από τη στιγμή που αρχίζει ένα παιχνίδι κανένας δεν θα μπορεί να αγγίξει ή να παρέμβει με οποιονδήποτε τρόπο (π.χ., τηλεχειριστήριο) στη λειτουργία του ρομπότ. Ομάδες που παρεμβαίνουν στη λειτουργία των ρομπότ θα ακυρώνονται. Δεν επιτρέπεται η χρήση Bluetooth Απαγορεύεται να περάσουν τα ρομπότ στο χώρο του αντίπαλου, όμως το μέρος που συλλέγει τα αντικείμενα π.χ. δαγκάνες, μπορούν να εισέλθουν μέχρι 12 cm στον απέναντι χώρο 20

Τα Ρομπότ Κάθε ομάδα είναι ελεύθερη λύθ να κτίσει και να προγραμματίσει το δικό της αυτόνομο ρομπότ-ανακυκλωτή Με αυτό τον τρόπο η κάθε ομάδα θα μπορεί να χρησιμοποιήσει τεχνολογίες τις οποίες ήδη γνωρίζει LEGO, PIC Controllers, Mark III,... Η κάθε ομάδα θα επωμισθεί το κόστος του ρομπότ της Υπάρχουν φθηνά ρομπότ τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν η Πιθανόν κάποιοι προμηθευτές να είναι διατεθειμένοι να χρηματοδοτήσουν κάποιες ομάδες 21

Τα Ρομπότ Κατά την έναρξη κάθε αγώνα το κάθε ρομπότ δεν πρέπει να ξεπερνά τα 35 cm μήκος, 35 cm πλάτος. Το ύψος πρέπει να είναι μεταξύ 10 cm και 35 cm. Κατά τη διάρκεια του αγώνα ένα ρομπότ μπορεί να επεκτείνεται, όμως το μήκος του ρομπότ σε μέγιστη επέκταση δεν πρέπει να ξεπερνά τα 45 cm, και το ύψος του ρομπότ δεν πρέπει να ξεπερνά τα 45 εκατοστά. ΠΡΟΣΟΧΗ Αν το κέντρο βάρους είναι ψηλό, το ρομπότ θα κινδυνεύει να καταρρεύσει στο αντίθετο χώρο στην περίπτωση που συγκρουστεί με ταχύτητα πάνω στο διαχωριστικό! Στον διαγωνισμό δεν θα επιτραπεί να λάβουν μέρος ρομπότ που είναι τελείως έτοιμα (πρέπει ρ να κατασκευαστεί,, τουλάχιστον,, κάποιο μρς μέρος του, π.χ. δαγκάνες, βραχίονες, σύστημα ανύψωσης, κτλ). Όσοι σχεδιάζουν να αγοράσουν τα ρομπότ, και όχι να τα κατασκευάσουν, ενθαρρύνονται να επικοινωνήσουν με το Τμήμα πριν τα αγοράσουν, για να βεβαιωθούν ότι τα ρομπότ τηρούν τις προδιαγραφές. 22

Αθλητοπρέπεια Κάθε ρομπότ δεν θα μπορεί να παρενοχλεί και να εμποδίζει το αντίπαλο ρομπότ. Παρόλο που υπάρχει διαχωριστικό, ρομπότ τα οποία είναι ικανά να περάσουν ένα επεκτάσιμο μέρος στη άλλη μεριά, θα πρέπει να το κάνουν με τρόπο που να μην κινδυνεύει το αντίπαλο ρομπότ Ρομπότ το οποίο σκόπιμα προσπαθεί να καταστρέψει τον αντίπαλο /συνεργάτη αυτόματα αποκλείεται από το διαγωνισμό. Ρομπότ που αναπτύσσουν μεγάλες ταχύτητες, και υπάρχει πιθανότητα θαόηανα προκαλέσουν ζημιά στα σαπροστατευτικά τοιχώματα α και στο διαχωριστικό, θα αποκλείονται από τον διαγωνισμό λόγω αντιαθλητικής συμπεριφοράς. Θα πρέπει και τα μέλη της κάθε ομάδας να συμπεριφέρονται με αθλητοπρέπεια προς τους υπόλοιπους στο διαγωνισμό. 23

Ο Διαιτητής Σε κάθε παιχνίδι θα υπάρχει διαιτητής που θα είναι υπεύθυνος να ελέγχει ότι το μέγεθος του ρομπότ είναι εντός των προδιαγραφών να κηρύσσει την έναρξη του παιχνιδιού να ελέγχει το ταυτόχρονο ξεκίνημα των ρομπότ να κλείνει το διαχωριστικό με το πέρας του πρώτου μισού του αγώνα (δηλαδή στο 1.5 λεπτό) να κηρύσσει τη λήξη του παιχνιδιού να βαθμολογεί της δύο ομάδες να κρίνει εάν ένα ρομπότ λειτουργεί αντιαθλητικά Ο διαιτητής θα ελέγχει ότι το παιχνίδι διεξάγεται σύμφωνα με τους κανονισμούς. 24

Δύσκολο Πρόβλημα! Η έκβαση του κάθε παιχνιδιού δού εξαρτάται α από την κατασκευή και στρατηγική του δικού σας ρομπότ κατά κάποιο βαθμό από την στρατηγική του αντιπάλου Θα είναι πρακτικά δύσκολο να προγραμματίσετε το ρομπότ σας για να ανταπεξέλθει σε όλα τα πιθανά σενάρια. Υπάρχουν πολλές στρατηγικές που μια ομάδα μπορεί να χρησιμοποιήσει Προσπαθήστε να υλοποιήσετε απλές στρατηγικές τις οποίες το ρομπότ σας μπορεί να ακολουθεί αξιόπιστα 25

Ελάχιστες Προϋποθέσεις Κάθε ρομπότ θα πρέπει να μπορεί να κινείται στην (δική του) περιοχή προσπαθώντας να εντοπίσει τα αντικείμενα Ενόσω κινείται στο εργοστάσιο ανακύκλωσης το ρομπότ θα πρέπει να μπορεί να αποφεύγει πιθανά εμπόδια, π.χ. τα τοιχώματα της αρένας και το διαχωριστικό Ανίχνευση των εμποδίων μπορεί να γίνει με ένα αισθητήρα επαφής. Αφού εντοπίσει ένα αντικείμενο, πρέπει να μπορεί να ανιχνεύει το χρώμα του (με φωτοαισθητήρα) ή το ύψος του (με υπέρηχους) για να το αναγνωρίσει. Στη συνέχεια θα χρειαστεί να βρει το δρόμο προς το σωστό κάδο και να το τοποθετήσει εκεί 26

Κατεύθυνση Ο δρόμος προς το διαχωριστικό η τον κάδο μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας 1 ή 2 φωτοαισθητήρες οι οποίοι θα ανιχνεύουν το δάπεδο του εργοστασίου Έστω φ 1 και φ 2 είναι οι μετρήσεις του φωτοαισθητήρα, τότε η διαφορά φ 2 -φ 1 έχει πληροφορία για την κατεύθυνση του ρομπότ φ φ 2 1 Κάποιο ρομπότ μπορεί επίσης να φτάσει στο διαχωριστικό, ακολουθώντας τα τοιχώματα της αρένας. 27

Βεβαιωθείτε ότι Έχετε Λύσει Όλα τα Απλά Προβλήματα!! Μπαταρίες για ελάχιστο χρόνο αυτόνομης λειτουργίας υπολογίστε ότι ένα παιχνίδι διαρκεί 3 λεπτά. Κατασκευαστικά το ρομπότ σας θα πρέπει να είναι στερεό. Ελέγξτε ότι δεν κολλά στα τοιχώματα και τις γωνίες της αρένας Εάν ένα ρομπότ κολλήσει,, ο διαιτητής ηής μετά από προτροπή ρ της ομάδας μπορεί να το περιστρέψει μέχρι και 90 μοίρες μόνο μια φορά κατά τη διάρκεια του τρίλεπτου αγώνα Θα πρέπει να μπορεί να μαζεύει αντικείμενα από τυχαία σημεία στην αρένα Προσέξτε τον φωτισμό ο οποίος κατά τη διεξαγωγή του διαγωνισμού πιθανόν να είναι διαφορετικός από αυτόν που είστε συνηθισμένοι! 28

Δοκιμή των ρομπότ Τα ρομπότ μπορούν να δοκιμαστούν στο γήπεδο που θα χρησιμοποιηθεί στο διαγωνισμό την εβδομάδα πριν το διαγωνισμό (περισσότερες λεπτομέρειες στην ιστοσελίδα www.texnopleysi.ucy.ac.cy σε μεταγενέστερο στάδιο). 29

Τα Έπαθλα Οι τρεις πρώτες ομάδες θα βραβευθούν β με χρηματικά έπαθλα από τον επίσημο χορηγό του διαγωνισμού, την εταιρία Demstar Automotives Ltd, αντιπρόσωπο της HONDA στην Κύπρο. Θα απονεμηθούν επίσης τιμητικά διπλώματα 30

Καλή Επιτυχία www.texnopleysi.ucy.ac.cy Για ερωτήσεις ή διευκρινήσεις επικοινωνήστε είτε με ηλεκτρονικό ταχυδρομείο ece@ucy.ac.cy είτε στα τηλέφωνα 22892251, 22892271 και 22892240 31