O robotskih miših in ljudeh
Mednarodna 'Micromouse'-tekmovanja navdihujejo inženirje prihodnosti z vedno bolj dodelanimi elektronskimi dizajni, vključno z najnovejšimi magnetnimi dajalniki družbe RLS
Zakaj je tako zanimivo tekmovanje, pri katerem gre za oblikovanje, izdelavo in programiranje robotske "miši", ki sama najde pot do sredine labirinta 16 x 16 v najkrajšem možnem času? Dogodki s področja Micromouse so navduševali najboljše inženirje, pritegnili pa so tudi študente, saj mladim umom predstavijo možnosti poklicne poti v inženirstvu. Tekmovanj se udeležujejo prav vsi – od osnovnošolcev do inženirjev iz priznanih računalniških podjetij in vrhunskih univerz.
Izdelava Micromousa za zmago
Micromouse mora samostojno najti pot skozi labirint, katerega začetna ter osrednja točka sta vsakokrat drugače in nepredvidljivo razporejeni. Poskusov je več, točkovanje pa poteka s pomočjo kombinacije skupnega časa in najhitrejšega poskusa.
Na višjih nivojih je tekmovanje srdito, saj je potrebno najti pravo ravnovesje med izvedbo procesorske moči, hitrosti in vodljivosti, sočasno pa je potrebno minimalizirati težo do zadnjega grama. Derek Hall, trenutni prvak Velike Britanije, svojo miš izdeluje s pomočjo kompleksne SMT-elektronike in moduli po meri. Pač pa je zadnji dodatek tisti, ki je poskrbel za resnično razliko v zmogljivosti – RLS-jevi magnetni dajalniki, ki nudijo servo povratno informacijo za krmilni sistem. Gospod Hall uporablja RLS-jev magnetni dajalnik v izvedbi kot čip, medtem ko njegov dolgoletni nasprotnik in nekdanji prvak, Alan Dibley, uporablja verzijo v obliki modula.
Renishaw jevi magnetni dajalniki nimajo konkurence
Gospod Dibley svojo odločitev, da uporablja Renishaw jeve dajalnike, utemeljuje z naslednjimi besedami: "AM256 je na voljo v obliki kot modul, tako da ga je zelo enostavno priključiti in namestiti na tako majhno in kompleksno napravo. Robustna narava magnetnega dajalnika je zelo pomembna – optični dajalniki ne delujejo, saj prepuščajo prah, zatesnjeni optični dajalniki pa so predragi. Dejstvo, da so Renishaw jevi magnetni dajalniki brezkontaktni in tako ne prispevajo dodatnega trenja v krmilni sistem, je kritičnega pomena – drugih podobnih dajalnikov ni na trgu."
Nadaljuje: "Zelo zadovoljen sem bil z lahkoto, s katero se je dalo povezati z dajalniki, signal gre direktno v PIC-čip, ki ga uporabljam, tako da nudi povratne informacije o razdalji, ki jo prepotuje vsako kolo. Nameščeni program potrebuje informacijo o tem, kako daleč je potovala miš, da v katerem koli danem trenutku lahko izračuna, kje se nahaja. V sodelovanju s signali iz senzorjev lahko izračuna, kje se nahajajo prepreke, ponavadi takrat ko se znajde v slepi ulici ali prispe do konca stranske stene."
Zelo zadovoljen sem bil z lahkoto, s katero se je dalo povezati z dajalniki, signal gre direktno v PIC-čip, ki ga uporabljam, tako da nudi povratne informacije o razdalji, ki jo prepotuje vsako kolo.
Micromouse (UK)
Od osnovnih procesorjev do najnovejše tehnologije
Tekmovanja MicroMouse so se v Veliki Britaniji pričela leta 1980 s pomočjo računalnikov ZX80, takrat je tudi Nick Smith ustvaril prvo miš, ki je brez pomoči premagala labirint. Zanimanje za idejo je hitro raslo, tako da so se prispevki o tekmovanju pričeli pojavljati tudi na televiziji, kot denimo na oddaji "Think of a number", voditelja Johnnyja Balla, leta 1983.
Trenutno tekmovalci uporabljajo konstrukcijo v stilu "invalidskega vozička" na dvokolesni pogon z utežmi spredaj in zadaj ter infrardeče senzorje za zaznavanje preprek spredaj in včasih tudi zadaj. Koračni motorji so zelo močni, za izboljšanje pospeškov motorjev z enosmernim tokom pa se uporablja dajalnike. Kolesa so opremljena s posebno gumo, ki izboljša oprijem, kar motorjem omogoča, da miš poganjajo s pospeškom večjim od 1 G. Miši ne smejo biti večje od 25 cm (širina) krat 25 cm (dolžina) in čeprav ni omejitev glede višine ali skupne teže, težje komponente oslabijo zmogljivost in hitreje praznijo baterije.
Programiranje miši je seveda kritičnega pomena za zmogljivost. Logika premagovanja labirinta upošteva kako daleč miš potuje in vse zavoje, ki jih opravi, kakor tudi približevanje steni ali točko, pri kateri se stena konča; vse to zato, da bi ustvarila načrt neznanega labirinta od začetne točke in si ga vtisnila v spomin. Ko ugotovi, da je prepotovala zadostno razdaljo naprej in v desno, se pravi da je dosegla središče labirinta, se vrne na začetek in preizkusi hitrejšo in krajšo pot, med tem pa si natančno zapomni, kje je v prejšnjem poskusu sprejela odločitve. Manj kot potrebuje poskusov za ugotovitev najbolj optimalne poti tem bolje – vse je odvisno od uporabljene logike.
Tekmovanja so podvržena zelo jasnim pravilom: labirinti so postavljeni z različnimi, naključnimi potmi do središča, na 18-cm mrežastem vzorcu, s stenami, ki niso debelejše od 12 mm, v višino pa merijo 5 cm. Preden se labirint javno razkrije, morajo sodniki miši prevzeti in "zapreti v kletko". Upravljavec miši ima od trenutka, ko miš vzame iz kletke, 1 minuto časa, da prilagodi (po potrebi) mišja tipala, ne sme pa izbirati strategij ali vnašati informacij o razporeditvi labirinta ali le-te zapisati v spomin.
Navdih za jutrišnje inženirje
Koncept je primeren na več ravneh, služi lahko kot osnova za zaključne študentske projekte ali v poenostavljeni obliki za tekmovanja v šolah. Kompleti za šole so na voljo v dveh različicah – roboti, ki sledijo stenam ali črtam (brez sten).
Micromouse vsebuje toliko različnih vidikov inženirstva, da je takoj jasno, zakaj tako uspešno nagovarja izobraževalne ustanove – mehansko in elektronsko oblikovanje, programiranje in možnost praktične uporabe najnovejše tehnologije za nadgradnjo prejšnjih izvedb.
