Cranfield MSc: Robotics MSc – csoportos projekt tapasztalatom

Helló! A nevem Angelos Dimakos, Görögországból származom. Jelenleg a Cranfield Egyetemen tanulok robotika MSc szakon. Ennek a kurzusnak a kurzus képviselője is vagyok. Ebben a blogban egy bejegyzésben szeretném átvezetni a Robotics MSc-n szerzett csoportos projekt tapasztalataimat.

A csoportos tervezési projekt elem a teljes MSc kurzus 20%-át teszi ki, és felbecsülhetetlen értékű tapasztalatot nyújt a projekt megvalósításában egy iparági strukturált csapaton belül. Különféle készségeket fejleszthet, beleértve a csapattagok szerepeinek és felelősségeinek kialakítását, a projektmenedzsmentet, a technikai prezentációkat, és tapasztalatot szerezhet a különféle szakértelemmel rendelkező tagokat tartalmazó csapatokban.

Ebben az évben a csoport projektje az intelligens gyárakban alkatrészszállításra szánt drónok bevezetésével foglalkozott. A nagy munkaterület a kis mérettel párosulva ideálissá teszi a kis alkatrészek szállításához, mind az emberi kezelőkhöz, mind a meglévő, újrakonfigurálható gyártósorokhoz. Az alacsony hasznos terhelés és a korlátozott fedélzeti feldolgozási teljesítmény azonban korlátokat jelent. Ennek megfelelően újszerű megközelítést kellett kialakítani a lokalizációhoz, a dinamikus úttervezéshez és követéshez. A kifejlesztett rendszerben két laptopot és két drónt használtak. A vezető drón a Robot Operációs Rendszeren keresztül a lokalizációhoz és a robotprogramozáshoz használt szoftvert. A lokalizációhoz ArUco markereket használtak, mivel a jellemzők kivonása robusztusabb és hatékonyabb. A következő drónhoz egy objektumkövető algoritmust valósítottak meg, amely küszöbértéket használt a vezető drónhoz csatlakoztatott objektum pillanatának meghatározására. Ezenkívül egy tárgyat csatoltak az alkatrészszállítás koncepciójának bizonyítékaként. Ezután 3 arányos-integrál-derivált vezérlővel határoztuk meg a drón mozgását a pillanat eltolása és a kamera középpontja alapján.

Az élmény nagyon szokatlan. A kormányzati irányelvek miatti korlátozások alakították a végleges projektet. A laboratóriumokhoz, a támogatáshoz és a berendezésekhez való hozzáférés is érintett. Ez a helyzet azonban egyedülálló lehetőségeket is kínált. A csoportnak nagyon hatékonynak kellett lennie, mind az értekezletek, mind a laborülések során. Pontosan meg kellett határoznunk a lehetséges problémákat, és időben meg kellett oldanunk azokat. A szisztematikus kísérleti és kutatási megközelítés kulcsfontosságú volt az idő korlátai miatt. A szakirodalmi áttekintéssel, az érvényesítési dokumentumokkal és a videofelvételekkel kapcsolatos sablonokat következetesen kellett készíteni a rendszerfejlesztés egyszerűsítése érdekében. Végül a természetes kíváncsiság, valamint egy nyitott probléma különböző megközelítéseinek gyors megvalósítása és tesztelése fejlesztette kutatói és rendszerintegrátori képességeinket. Ez éleslátó tapasztalat volt a professzionális robotikai mérnökök feladatait illetően.

A projekt életet megváltoztató élmény volt számomra. Kezdetben meg kellett tanulnom rugalmasabbnak lenni a problémák megoldásában. Az összetett problémákra nincs egyértelmű megoldás. A sikeres befejezéshez szükséges volt a tudományos dolgozatok és kísérletezés alapján a kutatási irányváltoztatás képessége. Továbbá megtanultam és értékeltem az ötletbörze és a horizontális, agilis projektmenedzsment értékét. Egyes lehetőségek nem hoznak eredményt, ezért sok ötletet és koncepciót el kellett vetnem és módosítanom kellett. Emellett a kutatásomat és az integrációmat számos külső tényező befolyásolta, mint például a helyzet, a megvalósítás során felmerülő kihívások.

A tudás terén sokat tanultam az elosztott irányításról, a rajrobotikáról és a gépi látásról. Mivel minden drón egyedi képességekkel rendelkezett, nagyon kreatívnak kellett lennünk a kifejlesztett rendszer koncepciójának kialakítása és tesztelése során. Az észlelés kohézió fenntartására való felhasználását kiterjedt személyes és csoportos munkával találtuk ki. Továbbá megtanultam, hogyan kell megközelíteni azokat a hardvereket, amelyekkel kapcsolatban nem volt tapasztalatom, és módszertant dolgoztam ki a szoftver tesztelésére, a biztonságot figyelembe véve.

A kihívások nagyon változatosak voltak a projekt végrehajtása során. A kezdeti kihívás a nagyon szoros határidő volt. Márciusban kellett beadnunk egy feladatot, miközben a csoportos projekt folyamatban volt. Továbbá körülbelül másfél hónap állt rendelkezésünkre a rendszer fejlesztésére. Ezt tovább súlyosbította a laborokhoz való nagyon korlátozott hozzáférés, ami körülbelül heti négy óra volt. Ráadásul a felszereléssel való megismerkedés nagyon lassú folyamat volt, a drónok dinamikus jellege miatt. Egy nagyon célzott, fokozatos és biztonságos megközelítést kellett elfogadni. Ezen túlmenően a speciális alkalmazásunkban (intralogisztika pilóta nélküli légijárművek rajjával) végzett korlátozott kutatások megkívánták, hogy sok betekintést nyerjünk a kísérletezés révén. A másik fontos szempont a szoftverek megvalósítása volt. Nagyon lassú és módszeres, validáláson alapuló megközelítést kellett alkalmazni. Mivel a programozási hiba a berendezés károsodásához vezethet, nagyon óvatosnak kellett lennünk a különböző technológiák tesztelésekor. Erre a teljes rendszer fejlesztése során is fény derült, amihez biztonságos távolságra volt szükség a drónok és a csapat között.

Nagyon büszke vagyok a csapatomra. A projekt során tapasztalt viszontagságok és kihívások bizonyos esetekben jellemerőt és bátorságot igényeltek. Nagyon sokrétűnek kellett lennünk, és harmóniában kellett lennünk. Mindannyian szoftverfejlesztők, tesztelők, integrátorok, tervezők és kutatók voltunk. Továbbá nem volt egyértelmű hierarchia, mivel mindannyian viszonylag korlátozott tapasztalattal rendelkeztünk, és a rendszer fejlesztésének kulcsfontosságú lehetőségeiről kellett gondolkodnunk és döntenünk. Találékonyságunk és rugalmasságunk is megmutatkozott, hiszen az idő szűkössége miatt sokféle lehetőséget fedeztünk fel, változó sikerrel. Ez a projekt nem jöhetett volna létre zseniális csapatom, támogató felettesünk és a laborért felelős szakképzett technikus nélkül.

A modulok felbecsülhetetlen értékűek voltak a projekt megvalósítása során. A kezdeti szakirodalmi áttekintés során nagyon fontos volt az egyidejű lokalizáció és feltérképezés, valamint a mobil ágensek irányításának megértése, a meglévő kutatások hiányosságainak megállapítása és a vezető drón megfelelő sebességének meghatározása érdekében. Az arányos-integrál-derivált vezérlőkkel kapcsolatos ismeretek a következő drón hangolásánál is kulcsfontosságúak voltak. Továbbá a szenzorfúzió döntő fontosságú volt a kísérletek során, hiszen ügyelnünk kellett arra, hogy a környezet ne okozzon problémákat a látórendszerben. Emellett fontos volt a gépi látás is, hiszen megfelelő méretű és színű tárgyat kellett választani a pontos követés érdekében. Azt is meg kell jegyezni, hogy a megbízás során szerzett kiterjedt validálási és programozási ismeretek közvetlenül átkerültek a rendszer fejlesztésébe. Végül, a vezető drónra alkalmazott robotprogramozás az első modulunk során kifejlesztett tapasztalatok közvetlen eredménye.

Az elsajátított készségek nagyon fontosak lesznek a jövőbeli karrierem szempontjából. A minőségellenőrzés, a szoftverfejlesztés és az integráció nagyon előnyös volt. A hardverre szorosan ható programozás azt is lehetővé tette számomra, hogy megértsem, hogy lassú, módszeres megközelítésre van szükség a berendezésekkel való interfész nehézségei miatt. Így sokkal jobban felkészültnek és kényelmesebben érzem magam, amikor új kihívásokkal kell szembenéznem, amelyeket most lehetőségként érzékelek. Ezen túlmenően a kompromisszumelemzés, a kommunikáció és a rugalmasság meghatározó lesz a jövőbeli projekteknél, ahol különböző szerepköröm és felelősségi köröm lesz. A rugalmasság, a segítségnyújtás és az új problémák megoldására való hajlandóság lehetővé teszi számomra, hogy erőltessem magam és új készségeket fejlesszek ki. A kiterjedt és pontos dokumentáció segít a feladatok pontos rangsorolásában és elvégzésében is.

A kihívásokra szívesen emlékszem vissza. Olyan készségeket, ismereteket és barátságokat fejlesztettem ki, amelyeket nagyon nehéz lenne fejleszteni. Mindazonáltal mindegyik nagyon szorosan kapcsolódott a benne rejlő nehézségekhez. A személyes és szakmai fejlődéshez vezető út nem könnyű. Az akadályok és kudarcok természetesen előfordulnak. Az a képesség, hogy hasonló gondolkodású emberek csoportjával kezeljük ezeket a problémákat, olyan lehetőség, amelyet nagyon nehéz kihasználni. A csapatom nagyszerű dolgokat ér el és fog elérni. Nagy megtiszteltetés számomra, hogy mindegyikükkel találkozhattam ilyen kivételes körülmények között.

A csoportos projektben azt mondanám, hogy a legfontosabb előny az, hogy ellenőrzött környezetben hibázhatunk. A kommunikáció nagy kihívást jelenthet, különösen egy olyan csapatban, akik sokrétű készségekkel rendelkeznek. A kommunikációnak egyszerre kell őszintének és következetesnek lennie. Az időgazdálkodás is gyakran problémát jelenthet, különösen a különböző lehetőségek feltárásakor. Szükség van azonban a projektek befejezéséhez szükséges rugalmasságra és a megközelítések rugalmasságára. Ezenkívül a türelem és a terv megváltoztatására való hajlandóság kulcsfontosságú, mivel a projektek nagyon gördülékenyek. Végül természetesen nagyon fontos a tudás valódi hardverben való alkalmazásának képessége. Az integráció során sok probléma adódhat. Mindegyikük kezelésének képessége kulcsfontosságú, különösen a leendő robotikai mérnökök esetében.

Nagyon várom a szakdolgozatomat! Feltárom a mechatronikai és folyamatszabályozást a huzaladalékos gyártásban. Mivel hegesztőmérnöki képesítést szereztem, az ipari szabványok és az akadémiai kutatás kombinációja két nagyon eltérő megközelítés kombinációja. A szabványok szigorú előírásokat írnak elő a termelékenység, a biztonság és a magas minőség biztosítása érdekében. A kutatás lehetőséget kínál a szigorú elemzésre és újszerű megoldásokra a kihívást jelentő problémákra. A csoportos projekt azonban sokkal jobb perspektívát adott nekem. Az automatizálás és az intelligencia nagyon nehezen integrálható. Mint ilyenek, a kísérletek, a kutatások, az elérhető célok meghatározása nagyon fontos szempont a tudásalkotás során.

A tanfolyam elvégzése után remélem, hogy egyetemi pályára léphetek. Az általam elsajátított készségek technikai, személyi és vezetési szempontból felbecsülhetetlen értékűek lesznek ahhoz, hogy hatásos és tartalmas kutatásokat hozzak létre az intelligens hegesztés és az additív gyártás területén. Az additív gyártási, hegesztési és automatizálási iparágaknak olyan megoldásokra van szükségük, amelyek potenciálisan megoldhatják a meglévő problémákat. Nyitott probléma a zárt hurkú szabályozás létrehozása a termelékenység és a minőség növelése érdekében, miközben alacsony anyagveszteséget és jó metallurgiai tulajdonságokat biztosít. Remélem, hogy ezt a problémát a gépi tanulás, a szenzorfúzió és a mechatronikai vezérlés megvalósításával sikerül megoldani.

Következő blogbejegyzésem az egyéni kutatási projektekkel kapcsolatos tapasztalataimat ismerteti, kérjük, látogasson vissza hamarosan!

-

Olvasd el korábbi blogomat:  Cranfield MSc: Robotics MSc – eddigi tapasztalataim

Source: 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-my-group-project-experience