Min Cranfield MSc: Robotics MSc – min gruppeprojekterfaring

Hej! Mit navn er Angelos Dimakos, og jeg er fra Grækenland. Jeg læser i øjeblikket til en MSc i Robotics på Cranfield University. Jeg er også kursusrepræsentant for dette kursus. I løbet af denne blog vil jeg gerne tage dig gennem min gruppeprojektoplevelse på Robotics MSc.

Gruppedesignprojektelementet udgør 20% af det samlede kandidatuddannelsesforløb og giver en uvurderlig erfaring med at levere et projekt inden for et branchestruktureret team. Du kommer til at udvikle en række færdigheder, herunder at lære at etablere teammedlemsroller og -ansvar, projektledelse, levere tekniske præsentationer og få erfaring med at arbejde i teams, der omfatter medlemmer med en bred vifte af ekspertise.

I år omhandlede gruppeprojektet implementeringen af ​​droner til dellevering i smarte fabrikker. Det store arbejdsområde, i kombination med den lille størrelse, gør dem ideelle til levering af små komponenter, både til menneskelige operatører, såvel som eksisterende rekonfigurerbare produktionslinjer. Den lave nyttelast og den begrænsede indbyggede processorkraft udgør imidlertid begrænsninger. Som sådan skulle der skabes en ny tilgang til lokalisering og dynamisk stiplanlægning og -følge. I det udviklede system blev der brugt to bærbare computere og to droner. Den førende drone brugte software til lokalisering og robotprogrammering gennem robotoperativsystemet. Til lokaliseringen blev der brugt ArUco-markører, da feature-ekstraktion er mere robust og effektiv. For den følgende drone blev en objektfølgende algoritme implementeret, som brugte tærskelværdi til at bestemme tidspunktet for et objekt knyttet til den førende drone. Derudover var der vedhæftet en genstand som proof of concept for dellevering. Derefter blev 3 proportional-integral-afledte controllere brugt til at bestemme dronens bevægelse baseret på forskydningen af ​​øjeblikket og midten af ​​kameraet.

Oplevelsen har været meget utraditionel. Restriktioner på grund af regeringens retningslinjer har præget det endelige projekt. Adgang til laboratorier, support og udstyr er også blevet påvirket. Denne situation gav dog også enestående muligheder. Gruppen skulle være meget effektiv, både under møderne og laboratoriesessionerne. Vi skulle præcist bestemme potentielle problemer og løse dem rettidigt. En systematisk eksperimentel og forskningsmæssig tilgang var afgørende på grund af tidsbegrænsninger. Skabeloner vedrørende litteraturgennemgang, valideringsdokumenter og videooptagelser skulle tages på en ensartet måde for at strømline systemudviklingen. Endelig udviklede den naturlige nysgerrighed og hurtige implementering og afprøvning af forskellige tilgange til et åbent problem vores færdigheder som forskere og systemintegratorer. Dette har været en indsigtsfuld oplevelse med hensyn til professionelle robotingeniørers ansvar.

Projektet var en livsændrende oplevelse for mig. I starten skulle jeg lære at være mere fleksibel i min tilgang til, hvordan jeg løser problemer. Komplekse problemer har ikke klare løsninger. Evnen til at ændre forskningsretning baseret på akademiske artikler og eksperimenter var nødvendig for en vellykket gennemførelse. Desuden lærte og værdsatte jeg værdien af ​​brainstorming og horisontal, agil projektledelse. Nogle muligheder ville ikke give resultater, så jeg var nødt til at kassere og ændre en masse ideer og koncepter. Derudover blev min forskning og integration påvirket af en række eksterne faktorer, såsom situationen og udfordringer under implementeringen.

Med hensyn til viden lærte jeg meget om distribueret kontrol, sværmrobotik og maskinsyn. Da hver drone havde individuelle kapaciteter, var vi nødt til at være meget kreative under konceptualiseringen og testningen af ​​det udviklede system. Brugen af ​​perception til opretholdelse af sammenhængskraft var noget, vi udtænkte gennem omfattende personligt og gruppearbejde. Ydermere lærte jeg, hvordan man griber hardware, som jeg ikke havde erfaring med, og udviklede en metodik til test af softwaren, mens jeg tog sikkerheden i betragtning.

Udfordringerne var meget forskellige undervejs i projektet. En indledende udfordring var den meget stramme deadline. Vi skulle aflevere en opgave i løbet af marts, mens gruppeprojektet var i gang. Desuden havde vi cirka halvanden måned til at udvikle systemet. Dette blev yderligere forværret af den meget begrænsede adgang til laboratorier, som var omkring fire timer om ugen. Derudover var fortrolighed med udstyret en meget langsom proces på grund af dronernes dynamiske karakter. En tilgang, der var meget målrettet, trinvis og sikker, skulle vedtages. Desuden krævede den begrænsede forskning i vores specifikke applikation (intralogistik med sværm af ubemandede luftfartøjer), at vi fik en masse indsigt gennem eksperimenter. En anden vigtig overvejelse var implementeringen af ​​software. En meget langsom og metodisk, valideringsbaseret tilgang skulle vedtages. Da en fejl i programmeringen kunne føre til beskadigelse af udstyr, skulle vi være meget forsigtige, når vi testede forskellige teknologier. Dette blev fremhævet under udviklingen af ​​det overordnede system, som krævede en sikker afstand mellem dronerne, såvel som holdet.

Jeg er meget stolt af mit hold. De modgang og udfordringer, vi stødte på under projektet, krævede i nogle tilfælde karakterstyrke og tapperhed. Vi skulle være meget mangefacetterede og skulle være i harmoni. Vi var alle softwareudviklere, testere, integratorer, designere og forskere. Ydermere var der ikke et klart hierarki, da vi alle havde relativt begrænset erfaring, og skulle brainstorme og tage stilling til afgørende muligheder for udviklingen af ​​systemet. Vores opfindsomhed og fleksibilitet skinnede også igennem, da vi undersøgte mange forskellige muligheder, med varierende succesniveauer på grund af tidsbegrænsninger. Dette projekt ville ikke have været muligt uden mit geniale team, vores støttende supervisor og den dygtige tekniker, der er ansvarlig for laboratoriet.

Modulerne var uvurderlige under gennemførelsen af ​​dette projekt. En forståelse af samtidig lokalisering og kortlægning, samt kontrol af mobile agenter, var meget vigtig under den indledende litteraturgennemgang, for at bestemme huller i eksisterende forskning og for at bestemme en tilstrækkelig hastighed for den førende drone. Viden om proportional-integral-afledte controllere var også afgørende for tuning af den følgende drone. Desuden var sensorfusion afgørende under forsøgene, da vi skulle sikre, at omgivelserne ikke ville skabe problemer med synssystemet. Derudover var maskinsyn vigtigt, da et objekt af passende størrelse og farve skulle vælges for at sikre nøjagtig følge. Det skal også bemærkes, at de omfattende validerings- og programmeringsevner under opgaven blev direkte overført til udviklingen af ​​systemet. Endelig var robotprogrammeringen på den førende drone et direkte resultat af den erfaring, der blev udviklet under vores første modul.

De færdigheder, jeg har lært, vil være meget vigtige for min fremtidige karriere. Kvalitetskontrol, softwareudvikling og integration har været meget gavnligt. Programmering, som havde en tæt effekt på hardwaren, gjorde mig også i stand til at forstå, at en langsom, metodisk tilgang er nødvendig på grund af de iboende udfordringer ved interface med udstyr. Som sådan føler jeg mig meget bedre rustet og godt tilpas, når jeg skal håndtere nye udfordringer, som jeg nu opfatter som muligheder. Ydermere vil afvejningsanalyse, kommunikation og fleksibilitet være afgørende for fremtidige projekter, hvor jeg vil have forskellige roller og ansvar. Fleksibilitet og vilje til at hjælpe og tage fat på nye problemer vil sætte mig i stand til at presse mig selv og udvikle nye færdigheder. Omfattende og præcis dokumentation vil også hjælpe med præcis prioritering og afslutning af opgaver.

Udfordringerne ville være, hvad jeg med glæde vil huske. Jeg udviklede færdigheder, viden og venskaber, som ville være meget svære at udvikle. Imidlertid var de alle meget tæt forbundet med de iboende vanskeligheder. Vejen til personlig og professionel vækst er ikke let. Forhindringer og tilbageslag vil naturligvis forekomme. Evnen til at tackle disse problemer med en gruppe ligesindede er en mulighed, som er meget svær at få fat på. Mit team har og vil opnå store ting. Jeg var meget beæret over at møde hver enkelt af dem under disse usædvanlige omstændigheder.

I gruppeprojektet vil jeg sige, at den vigtigste fordel er evnen til at lave fejl i et kontrolleret miljø. Kommunikation kan være meget udfordrende, især i et team af mennesker med forskellige færdigheder. Kommunikationen skal være både ærlig og konsekvent. Tidsstyring kan også ofte være et problem, især når man udforsker forskellige muligheder. Imidlertid er modstandskraften til at bringe et projekt til afslutning og fleksibilitet med hensyn til tilgange nødvendige. Ydermere er tålmodighed og vilje til at ændre planen afgørende, da projekter er meget flydende. Endelig er evnen til at anvende viden i rigtig hardware naturligvis meget vigtig. Under integrationen kan der opstå mange problemer. Evnen til at håndtere hver af dem er afgørende, især i tilfælde af fremtidige robotingeniører.

Jeg glæder mig meget til mit specialeprojekt! Jeg vil udforske mekatronikken og processtyringen inden for fremstilling af wire additiv. Da jeg er blevet certificeret i svejseteknik, er kombinationen af ​​industrielle standarder og akademisk forskning en kombination af to meget adskilte tilgange. Standarder giver strenge specifikationer for at sikre produktivitet, sikkerhed og høj kvalitet. Forskning giver muligheder for strenge analyser og nye løsninger på udfordrende problemer. Gruppeprojektet gav mig dog et meget bedre perspektiv. Automation og intelligens kan være meget vanskeligt at integrere. Som sådan er eksperimenter, forskning og fastlæggelse af opnåelige mål en meget vigtig overvejelse, når der skabes viden.

Når jeg er færdig med mit kursus, håber jeg at forfølge en karriere i den akademiske verden. De færdigheder, jeg lærte, fra et teknisk, personligt og ledelsesmæssigt synspunkt, vil være uvurderlige, for at producere slagkraftig og meningsfuld forskning inden for intelligent svejsning og additiv fremstilling. Additiv fremstilling, svejse- og automationsindustri har brug for løsninger, der potentielt kan løse eksisterende problemer. Et åbent problem er skabelsen af ​​lukket kredsløbskontrol for at øge produktiviteten og kvaliteten og samtidig sikre lavt materialespild og gode metallurgiske egenskaber. Jeg håber at løse dette problem gennem implementering af maskinlæring, sensorfusion og mekatronisk kontrol.

Mit næste blogindlæg vil forklare min individuelle forskningsprojekterfaring. Kom venligst tilbage snart!

—

Læs min tidligere blog:  Min Cranfield MSc: Robotics MSc – min erfaring indtil videre

Kilde: 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- min-gruppe-projekt-oplevelse