Ομάδα iRASional του ΕΜΠ: Το μέλλον είναι μπροστά τους

• Ο διαγωνισμός Bosch Future Mobility Challenge
• Τα μέλη της ομάδας RAS
• Robotics and Automation Society: Τα ενεργά project στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

Παράλληλα με την μελέτη για την εξεταστική περίοδο, τα μέλη της ομάδας RAS (Robotics and Automation Society) του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου, έχουν μπροστά τους μία μεγάλη πρόκληση. Τη συμμετοχή στο διεθνή διαγωνισμό Bosch Future Mobility Challenge (BFMC) στο Κλουζ της Ρουμανίας, με αντικείμενο την ανάπτυξη αλγορίθμων αυτόνομης οδήγησης και συνδεσιμότητας σε όχημα κλίμακας 1:10, σε μία πίστα-μινιατούρα «έξυπνης πόλης».

Φέτος ο διαγωνισμός διεξάγεται από τις 20 έως τις 26 Ιουνίου και ο χρόνος μετρά αντίστροφα για τον Παναγιώτη, την Σοφία, τον Γιώργο, την Σοφία και τον Χρήστο, τα πέντε μέλη της iRASional, της μίας εκ των δύο ελληνικών ομάδων που έχουν περάσει στην τελική φάση του διαγωνισμού.

Η Robotics and Automation Society ανήκει στο IEEE Student Branch του ΕΜΠ, το Ινστιτούτο Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών. Το IEEE NTUA Student Branch είναι μια φοιτητική εθελοντική οργάνωση που αποτελείται από πέντε Society Chapters: Computer Society (CS), Robotics and Automation Society (RAS), Power and Energy Society (PES), Engineering in Medicine and Biology Society (EMBS) και Communications Society (ComSoc).

Ο διαγωνισμός Bosch Future Mobility Challenge

Το Bosch Future Mobility Challenge (BFMC) είναι ένας διεθνής τεχνικός διαγωνισμός που διοργανώνει το Bosch Engineering Center Cluj από το 2017 και απευθύνεται σε φοιτητικές ομάδες Bachelor και Master από όλο τον κόσμο. Κατά τη διάρκεια περίπου ενός έτους, οι ομάδες λαμβάνουν οχήματα κλίμακας 1:10 και καλούνται να αναβαθμίσουν το hardware με ένα budget έως και 1000 ευρώ και να αναπτύξουν αλγορίθμους αυτόνομης οδήγησης και συνδεσιμότητας, οι οποίοι υλοποιούνται σε μια πίστα-μινατούρα «έξυπνης πόλης» στο Cluj‑Napoca της Ρουμανίας Bosch Future Mobility Challenge. Μετά τη φάση ανάπτυξης, ακολουθούν τρεις ημέρες δοκιμών στις εγκαταστάσεις της Bosch, όπου ελέγχονται σε πραγματικές συνθήκες οι αλγόριθμοι, και στη συνέχεια διεξάγονται οι ημιτελικοί και ο τελικός, στους οποίους επιλέγονται οι κορυφαίες ομάδες για να παρουσιάσουν την τεχνολογία και τις επιδόσεις τους.

Τα κύρια μέρη του διαγωνισμού είναι η ακολούθηση γραμμών, αναγνώριση σημάτων και θέσης, πλοήγηση με σκοπό την επίτευξη όσων περισσότερων δυνατών στόχων και πολλά άλλα μικρά επιμέρους κομμάτια.

Η βαθμολόγηση είναι πλήρως βασισμένη σε πόντους, με διαφορετικές κατηγορίες να συμβάλλουν στο συνολικό σκορ:

• Development Tracking (Project Progress): αξιολόγηση της προόδου και της τεκμηρίωσης καθ’ όλη τη διάρκεια του έργου.
• Technical Challenge: Συλλογή «σημείων» (checkpoints) στην πίστα, όπου κάθε checkpoint αποτιμάται σε 3 πόντους, μαζί με 15 πόντους αν η ομάδα επιλέξει να ξεκινήσει από ένα τυχαίο σημείο εκκίνησης.
• Connectivity (Server Map): Αποστολή τηλεμετρικών δεδομένων σε server για την ανακατασκευή της διαδρομής, βαθμολογούμενη έως 15 πόντους.
• Car Concept Presentation: Κριτική της καινοτομίας, της δομής hardware/software και της συνολικής αρχιτεκτονικής της λύσης (έως 15 πόντους).
• Run Evaluation: Αξιολόγηση της ομαλότητας, της ακρίβειας στην τήρηση λωρίδων και της αντίδρασης σε σενάρια (έως 20 πόντους).

Σε κάθε φάση, οι ποινές από συγκρούσεις, κακή τήρηση σημάτων ή μη αυτόματες παρεμβάσεις μειώνουν το τελικό σκορ, καθιστώντας την ακριβή και ασφαλή οδήγηση εξίσου σημαντική με την ταχύτητα και την πρωτοτυπία. Οι νικήτριες ομάδες κερδίζουν χρηματικά έπαθλα έως και 7.500 € και ειδικούς τίτλους (Best Newcomer, Audience Award κ.λπ.), αναδεικνύοντας τη συνολική τους υπεροχή σε ένα διαγωνισμό που συνδυάζει καινοτομία, εφαρμογή και πολλά άλλα.

Τα μέλη της ομάδας RAS

Ο Παναγιώτης Γεωργίου είναι τριτοετής φοιτητής στη Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (ΗΜΜΥ) του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Από την αρχή του 2ου έτους των σπουδών του συμμετέχει ενεργά στην ομάδα RAS (Robotics and Automation Society), μέσα από την οποία ήρθε σε επαφή με το πεδίο της ρομποτικής και της αυτόνομης οδήγησης. Στο πλαίσιο του project για την αυτόνομη οδήγηση, έχει αναλάβει το κομμάτι του ενσωματωμένου προγραμματισμού (embedded systems) και βοηθά στην αρχιτεκτονική του συστήματος. Εστιάζει ιδιαίτερα στην επικοινωνία μεταξύ των υποσυστημάτων, καθώς και στη συλλογή και επεξεργασία δεδομένων από τους διάφορους αισθητήρες, όπως κάμερα, IMU και άλλοι. Εκτός από την ενασχόλησή του με embedded προγραμματισμό, τον ενδιαφέρει ιδιαίτερα και η ανάπτυξη λογισμικού για ρομποτικά και αυτοματοποιημένα συστήματα, η αρχιτεκτονική συστημάτων, καθώς και οι εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης σε προβλήματα αντιληπτικής κατανόησης του περιβάλλοντος.

«Έχουμε πάνω στο αυτοκίνητο διάφορους αισθητήρες όπως για την απόσταση και τη φωτεινότητα, αλλά έχουμε και την κάμερα, όπως επίσης τα μοτέρ κίνησης και ελιγμών. Όλα αυτά χρειάζονται καλιμπράρισμα και πριν φύγουμε για το διαγωνισμό αλλά και όταν πάμε εκεί με βάση το φωτισμό και τον χώρο της πίστας. Χρειάζονται όλα έλεγχο ώστε να μπορούν να δουλέψουν σωστά», δηλώνει στο Gazzetta.

Ο Γιώργος Μπάρκας φοιτά στο τρίτο έτος του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Από πολύ μικρός του κέντριζε το ενδιαφέρον η τεχνολογία, το πόσο γρήγορα αυτή αναπτύσσεται και το αντίκτυπο που έχει στην κοινωνία μας και γενικότερα στον κόσμο. Οι προκλήσεις είναι κάτι που του κεντρίζουν έντονα το ενδιαφέρον όπως και η συμμετοχή σε καινοτόμα projects και διαγωνισμούς, πέρα από το ακαδημαϊκό πρόγραμμα. Το RAS (Robotics and Automation Society) το γνώρισε ένα χρόνο πριν περάσει στη σχολή σε μια εκδήλωση. Στην αρχή του δεύτερου έτους έγινε ενεργό μέλος της ομάδας, με στόχο τη συμμετοχή του στον διαγωνισμό BFMC. Στο πλαίσιο της ομάδας έχει αναλάβει το σχεδιασμό και την υλοποίηση μέρους του αλγοριθμικού κομματιού του πρότζεκτ, όπως το σύστημα LPS, τον σχεδιασμό διαδρομής (path planning), ειδικές κινήσεις ελιγμών και τον συντονισμό των βημάτων κατά τη διάρκεια του διαγωνισμού. Παράλληλα, δίνει έμφαση στη συνεργασία και τον συντονισμό της ομάδας, προκειμένου να μετατρέπουν τις ιδέες σε απτά αποτελέσματα.

«Επειδή ο διαγωνισμός γίνεται εδώ και αρκετά χρόνια, όχι βέβαια με τις ίδιες ομάδες και άτομα, έχεις από το παρελθόν μία εικόνα του πώς προοδεύει. Βλέπεις κάθε χρόνο μία πρόοδο και μπορείς να υποθέσεις ποια θα είναι τα στάνταρ την επόμενη χρονιά. Ωστόσο δύο μέρες πριν το διαγωνισμό σου δίνουν χρόνο για δοκιμές, οπότε και εκεί μπορείς να δεις σε ποιο επίπεδο είναι η ομάδα. Κυρίως πας για να μαζέψεις όσους περισσότερους πόντους μπορείς, ώστε οι πιθανότητες να περάσεις στον τελικό ή και για κάποιο βραβείο να είναι περισσότερες», τονίζει στο Gazzetta.

Ο Χρήστος Μπουκουβάλας είναι τριτοετής φοιτητής στη Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών. Η ρομποτική αποτελεί για τον ίδιο ένα πεδίο ιδιαίτερου ενδιαφέροντος, καθώς συνδυάζει τη θεωρητική γνώση με την εφαρμογή της σε πραγματικά, πρακτικά προβλήματα και περιορισμούς. Για τον λόγο αυτό, κατά το δεύτερο έτος των σπουδών του, έγινε μέλος της ομάδας RAS (Robotics and Automation Society), όπου ασχολήθηκε με την αυτόνομη οδήγηση. Το κύριο αντικείμενό του είναι η όραση υπολογιστών, καθώς θεωρεί εξαιρετικά ενδιαφέρουσα την ανάπτυξη αλγορίθμων που επιτρέπουν την αντίληψη του χώρου και των στοιχείων του. Η μεγαλύτερη πρόκληση στον τομέα αυτό είναι η αυστηρή διατύπωση της ανθρώπινης, διαισθητικής αντίληψης με τρόπο που να μπορεί να γίνει κατανοητός από ένα μηχάνημα. Μέσα από αυτήν τη διαδικασία, πιστεύει πως κανείς έρχεται να εκτιμήσει την πολυπλοκότητα των διεργασιών που εκτελεί ο άνθρωπος φυσικά και διαισθητικά, ενώ ταυτόχρονα ανακαλύπτει τρόπους για μια αρμονική συνεργασία ανθρώπου και μηχανής με σκοπό την αποτελεσματική επίλυση προβλημάτων.

«Είναι σημαντικό το κομμάτι της όρασης σε ένα αυτόνομο όχημα, γιατί είναι το πρώτο αισθητήριο ερέθισμα για να αναγνωρίσεις το οτιδήποτε. Είναι ο αισθητήρας που βλέπει πιο μακριά και έχει το περισσότερο πλαίσιο του περιβάλλοντος από το οποίο μπορεί να αντλήσει στοιχεία. Οπότε αν δεν δουλεύει αυτό δεν μπορούν και τα υπόλοιπα να συνεργαστούν σωστά», μας λέει.

Η Σοφία Ράζου είναι πρωτοετής φοιτήτρια στη Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του ΕΜΠ. Από τα μαθητικά της χρόνια ανέπτυξε έντονο ενδιαφέρον για τις φυσικές επιστήμες και την τεχνολογία — ιδίως για την αστροφυσική και την αυτόνομη οδήγηση. Ήδη από το λύκειο παρακολουθούσε τις δράσεις του φοιτητικού παραρτήματος RAS NTUA, οι οποίες αποτέλεσαν έναν από τους κύριους λόγους που επέλεξε τελικά να σπουδάσει στο ΕΜΠ. Η ευκαιρία να συμμετάσχει στην ομάδα iRASional του RAS NTUA για τον διαγωνισμό BFMC προέκυψε ως φυσική συνέχεια της ενασχόλησής της με τεχνολογικά projects και εκπαιδευτικούς ομίλους. Μέσα από αυτή την εμπειρία της δίνεται η δυνατότητα να αναπτύξει, μαζί με τους συμφοιτητές της, ένα αυτόνομο όχημα μικρών διαστάσεων σε ένα περιβάλλον συνεργασίας, αμοιβαίας υποστήριξης και καινοτόμων ιδεών. Στο project ασχολήθηκε κυρίως με την αρχιτεκτονική και την ιεράρχηση του λογισμικού, καθώς και με την ολοκλήρωση των αισθητήρων και των κινητήρων του οχήματος. Όπως μας λέει, ανυπομονώ να δει τι άλλο επιφυλάσσει η συνέχεια για την ομάδα της.

«Το βασικό κομμάτι του διαγωνισμού είναι προγραμματιστικό. Έχουμε διαμερίσει τον κώδικα για να είναι ισομερώς κατανεμημένος. Έχω αναλάβει το κομμάτι της αρχιτεκτονικής, η Σοφία το κομμάτι του dashboard και των αισθητήρων με τα μοτέρ. Ο Παναγιώτης πιο πολύ το hardware, ο Γιώργος τις κινήσεις, το GPS και ο Χρήστος το κομμάτι των σημάτων και του lane following. Προσπαθούμε να τα κάνουμε να δουλέψουν αρμονικά».

Η Σοφία Σκεπαρνιά είναι στο 3ο έτος της Σχολής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Από τα σχολικά χρόνια την ενδιέφερε ο τομέας της ρομποτικής και του προγραμματισμού και ξεκίνησε να συμμετέχει σε διαγωνισμούς μαθηματικών και ρομποτικής. Γι’αυτό όταν ξεκίνησε τη σχολή άρχισε να ψάχνει τρόπο να εφαρμόσει πιο πρακτικά τις γνώσεις που λαμβάνουν από τα μαθήματα. Όταν βρήκε την RAS, της κέντρισε αμέσως το ενδιαφέρον το project με την αυτόνομη οδήγηση καθώς φαινόταν μια ομάδα όπου θα μάθαιναν διάφορους τομείς όπως το Computer Vision και άλλους με τους οποίους δεν είχε ασχοληθεί ξανά, που απαιτούσε έρευνα και αντιμετώπιση νέων προκλήσεων. Με την βοήθεια των μελών της προηγούμενης ομάδας, ξεκίνησαν το project και την συμμετοχή στον διαγωνισμό. Στην ομάδα iRASional ασχολείται με πολλούς τομείς της αυτόνομης οδήγησης. Πιο συγκεκριμένα, δούλεψε στο κομμάτι των μοτέρ και των αισθητήρων. Επίσης στην αποστολή των σωστών εντολών στα μοτέρ ανάλογα με την πορεία που επιθυμούν να ακολουθήσει καθώς και στην λήψη και στην επεξεργασία των δεδομένων από τους αισθητήρες, τους ultrasonic και τον infrared. Ενσωμάτωσε την επικοινωνία με το Νucleo στην αρχιτεκτονική του project και έφτιαξε το dashboard που χρησιμοποιείται για την αποστολή εντολών στο αυτοκίνητο, την εμφάνιση των δεδομένων που στέλνει, τις τιμές των αισθητήρων και την εικόνα που βλέπει η κάμερα.

«Για να βγει ένα καλό αποτέλεσμα βοηθάει πολύ που έχουμε τα εργαστήρια σε έναν κοινό χώρο, στον οποίο μπορούμε να βρισκόμαστε μαζί, να συνεννοούμαστε καλύτερα, να λέει ο καθένας τις ιδέες που έχει και την πρόοδο που έχει κάνει σε έναν συγκεκριμένο τομέα. Ώστε να μην είναι ένα project που τρέχει ξεχωριστά από 5 άτομα αλλά από μία ομάδα», τονίζει στο Gazzetta.

Robotics and Automation Society: Τα ενεργά project στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

Το αυτόνομο αυτοκίνητο δεν είναι το μοναδικό ενεργό project που «τρέχει» αυτή την περίοδο η ομάδα RAS του ΕΜΠ.

«Έχουμε τρία ενεργά project και δράσεις: Το αυτόνομο αυτοκίνητο που πάει στο διαγωνισμό Bosch Future Mobility Challenge, το αυτόνομο drone που θα μπορεί να μεταφέρει μικρό φορτίο από ένα σημείο σε ένα άλλο χωρίς τηλεχειρισμό και το RAS Academy, που είναι μία σειρά από workshops, ένα καθαρά εκπαιδευτικό πρόγραμμα. Εκεί κάνουμε κάθε εβδομάδα μία δίωρη παρουσίαση σε συμφοιτητές μας, για να τους εισάγουμε σε βασικές έννοιες όπως ο προγραμματισμός με Arduino, πώς δουλεύουν οι αισθητήρες και οι κινητήρες, τι είναι ο PID έλεγχος. Στο τέλος κάνουμε ένα project που συνδέει όλα αυτά», μας λέει η Πρόεδρος του RAS NTUA, Αλεξάνδρα Καραλή.

«Στο πλαίσιο των δράσεών μας, διοργανώνουμε το Robotalk, ένα ετήσιο συνέδριο αφιερωμένο στις σύγχρονες εξελίξεις στη ρομποτική, την υπολογιστική όραση και τον αυτοματισμό.

Φέτος, το Robotalk προσέλκυσε περισσότερους από 150 φοιτητές και νέους και περιελάμβανε:

1. Ομιλίες από ακαδημαϊκούς και επαγγελματίες στον τομέα της ρομποτικής, της όρασης υπολογιστών και του αυτοματισμού, με στόχο την ενημέρωση και την έμπνευση των φοιτητών. Συγκεκριμένα, εκπρόσωποι του Εργαστηρίου Ρομποτικής του Πολυτεχνείου, καθώς και των εταιρειών Alpha Motion και I-SenseGroup (ICCS), παρουσίασαν τις εξελίξεις και τις ευκαιρίες του κλάδου. Παράλληλα, ο Lars Rasmussen, συνιδρυτής των Google Maps, μίλησε για τον ρόλο της επιχειρηματικότητας στον τεχνολογικό τομέα.
2. Workshops, τα οποία σχεδιάστηκαν και παρουσιάστηκαν από μέλη της ομάδας μας, με επίκεντρο τα θέματα της εκδήλωσης.
3. Νetworking, μέσα από τις οποίες οι συμμετέχοντες είχαν την ευκαιρία να έρθουν σε επαφή με εκπροσώπους εταιρειών καθώς και με φοιτητικές ομάδες με συναφές αντικείμενο και ενδιαφέροντα».

«Όταν μπήκα στο RAS ήμασταν αρκετά λιγότερα άτομα. Σιγά-σιγά και μέσα από τα project που κάνουμε, κερδίζουμε σε κόσμο. Βλέπουν την ομάδα, τους αρέσει αυτό που κάνουμε και θέλουν να συμμετέχουν. Οπότε μεγαλώνει η ομάδα και προχωράνε και τα projects. Στην αρχή είχαμε κάποια σχέδια για ένα drone, πλέον έχουμε ένα λειτουργικό drone. Αντίστοιχα για το αυτόνομο όχημα, ενώ στην αρχή ουσιαστικά δοκιμάζαμε αλγορίθμους και ξεκινήσαμε από απλά πράγματα, πλέον κατεβαίνουνε τρίτη φορά στο διαγωνισμό και με αρκετές επιτυχίες, μία 3η και μία 7η θέση παγκοσμίως», προσθέτει ο Αντιπρόεδρος του RAS NTUA, Δημήτρης Καμπανάκης.

Photo Credits: Gazzetta