چهارشنبه ۳۱ تیر ۱۴۰۵ | ۱۱:۲۶
از ربات پرستار تا خانه هوشمند؛ دانش‌آموزان برای حل مشکلات ربات می‌سازند

از ربات پرستار تا خانه هوشمند؛ دانش‌آموزان برای حل مشکلات ربات می‌سازند

اینجا هر ربات از یک سؤال شروع شده است؛ چطور می‌شود آب و انرژی کمتری مصرف کرد؟ چگونه می‌توان بخشی از کار پرستاران را سبک‌تر کرد؟ آیا می‌توان یک قطعه کوچک در انبار بزرگ را سریع‌تر پیدا کرد؟ و آیا روزی خودروهای بدون راننده در خیابان‌های ما نیز حرکت خواهند کرد؟ پاسخ دانش‌آموزان و دانشجویان به این سؤال‌ها، ربات‌هایی است که در «فیراکاپ» رقابت می‌کنند.

به گزارش ایسنا، سالن ورزشی دانشگاه صنعتی امیرکبیر این روزها میزبان سیزدهمین دوره مسابقات بین‌المللی رباتیک و هوش مصنوعی (فیرا) است. در میانه سالن، پیستی با پیچ‌ها، تقاطع‌ها، خط‌کشی‌های سفید و تابلوهای راهنمایی برای رقابت خودروهای خودران آماده شده و در بخش دیگری که با تور محصور شده، تیم‌ها آخرین آزمایش‌های ربات‌های پرنده را انجام می‌دهند. اطراف پیست‌ها، میزهای متعددی قرار دارد که هر کدام به کارگاهی کوچک شباهت دارند؛ جایی که اعضای تیم‌ها آخرین تغییرات را روی کدها، بردهای الکترونیکی و قطعات ربات‌هایشان اعمال می‌کنند.

برخی روی زمین نشسته‌اند و اتصالات ربات را دوباره بررسی می‌کنند، بعضی چشم از صفحه لپ‌تاپ برنمی‌دارند و آخرین تغییرات را در برنامه اعمال می‌کنند و عده‌ای هم ربات را بارها روی پیست آزمایش می‌کنند. هر بار که رباتی از مسیر منحرف می‌شود یا فرمانی را اشتباه اجرا می‌کند، اعضای تیم دور آن جمع می‌شوند و مشکل را بررسی می‌کنند.

////

در نگاه اول تصور می‌کنیم که همه چیز اینجا درباره ربات‌ها و ماشین‌های هوشمند است؛ اما چند دقیقه قدم زدن میان تیم‌ها کافی است تا متوجه شویم که قهرمانان این رویداد ربات‌ها نیستند، داستان درباره نوجوان‌ها و جوانانی است که هر کدام با دغدغه حل یک مسئله واقعی وارد مسابقه شده‌اند و رؤیایی از آینده در ذهن خود دارند.

یکی برای کاهش هدررفت آب و انرژی خانه‌ای هوشمند طراحی کرده، دیگری به آینده خودروهای بدون راننده فکر می‌کند، تیمی رباتی ساخته که بخشی از کارهای تکراری پرستاران را انجام می‌دهد و گروهی دیگر تلاش کرده‌اند با یک سامانه هوشمند، پیدا کردن قطعات در انبارهای بزرگ و شلوغ را به کاری چندثانیه‌ای تبدیل کنند. اینجا مسابقه فقط بر سر ساختن یک ربات نیست؛ رقابت بر سر پیدا کردن راه‌حلی برای مسئله‌هایی است که هر روز با آن‌ها زندگی می‌کنیم.

از ربات پرستار تا خانه هوشمند؛ دانش‌آموزانی که برای حل مشکلات ربات می‌سازند

اولین جایی که توجه را جلب می‌کند، پیست خودروهای خودران است. رباتی کوچک با دقت مسیر را دنبال می‌کند، پشت خط عابر پیاده اندکی می‌ایستد، مسیر مناسب را انتخاب می‌کند؛ بدون این‌که فردی فرمانش را در دست داشته باشد. در سال‌های قبل در چنین رویدادهایی حضور پسران بیش از دختران به چشم می‌آمد، ولی حالا چند سالی است که مشارکت دختران نیز بیشتر شده و حضور آن‌ها کاملاً قابل توجه است. 

پگاه اخلاقی‌فرد، لیدر تیم «ولورا»، توضیح می‌دهد که خودرو با استفاده از پردازش تصویر و برنامه‌نویسی، محیط را تحلیل می‌کند و خودش تصمیم می‌گیرد چگونه حرکت کند. این تیم را دانش‌آموزان پایه هفتم تا دوازدهم تشکیل داده‌اند و با فناوری کار می‌کنند که همان فناوری‌ خودروهای خودران در دنیا است.

مسابقه خودروهای خودران در دو بخش مسابقه سرعت (race) و مسابقه شهری (urban) برگزار می‌شود. در بخش سرعت، خودرو باید در مسیر مشخص شده را با بیشترین سرعت طی کند. بخش شهری نیز شبیه‌سازی رانندگی در محیط واقعی شهر است. در این بخش خودرو باید خطوط مسیر را تشخیص دهد، پشت خط عابر پیاده توقف کند، تابلوهای راهنمایی و رانندگی را شناسایی کند.

پگاه می‌گوید که خودروی تیم آن‌ها با استفاده از پردازش تصویر و برنامه‌نویسی در زبان پایتون، مسیر و علائم راهنمایی را تشخیص می‌دهد و بر اساس آن تصمیم می‌گیرد. او معتقد است فناوری‌ای که امروز در این مسابقه تمرین می‌کنند، همان فناوری خودروهای خودران دنیا است و دانش‌آموزانی که در این مسیر قرار دارند، می‌توانند در شرکت‌های سازنده خودروی خودران آینده شغلی خوبی داشته باشند. او می‌گوید اگر در ایران نیز این شرکت‌ها را تقویت کنیم، می‌توانیم در آینده خودروی خودران داشته باشیم.

البته او از چالش‌های این فناوری هم می‌گوید. به گفته او انعکاس نور روی پیست و چروک‌های بنر مسابقه می‌تواند دوربین ربات را دچار خطا کند. به گفته او، هنر تیم‌ها فقط برنامه‌نویسی نیست؛ بلکه پیدا کردن راهی برای غلبه بر همین خطاهای کوچک است.

چند متر آن‌طرف‌تر، تیم دیگری با همان هدف اما رویکردی متفاوت کار می‌کند.

کسری بکائی دانش‌آموز ۱۶ ساله پایه دهم از مدرسه علامه طباطبایی و عضو تیم ATRT، مسئول بخش الکترونیک ربات است. او می‌گوید ساخت خودروی خودران آن‌ها حاصل همکاری سه گروه مکانیک، الکترونیک و برنامه‌نویسی است.

از ربات پرستار تا خانه هوشمند؛ دانش‌آموزان برای حل مشکلات ربات می‌سازند

اعضای این تیم بخش‌های مختلف خودرو و بردهای الکترونیکی ربات را خودشان طراحی کرده‌اند و بردها را آماده‌ و از طریق چاپ سه‌بعدی تولید کرده‌اند. ربات آن‌ها با استفاده از دوربین و پردازش تصویر مسیر را تشخیص می‌دهد و در دو بخش «ریسینگ» و «پیست شهری» رقابت می‌کند؛ بخشی که در آن باید علاوه بر حرکت دقیق، تابلوهای راهنمایی و موانع مسیر را نیز شناسایی کند.

از ربات پرستار تا خانه هوشمند؛ دانش‌آموزان برای حل مشکلات ربات می‌سازند

ایده‌ای که از یک کلاس درس متولد شد

در بخش دیگری از سالن، خبری از خودرو نیست. یک بازوی رباتیک بالای چند کشو قرار گرفته است. هدف این ربات این است که در وقت انسان‌ها صرفه‌جویی کند.

کیان احمدی، عضو تیم «سپروبو» از کرج، می‌گوید ایده این پروژه از یک تجربه ساده در کلاس شکل گرفت.

کیان می‌گوید: سر کلاس لحیم‌کاری برای پیدا کردن یک قطعه مدت زیادی بین کشوها دنبال آن می‌گشتیم. همان‌جا به این فکر کردیم که چرا دستگاهی نباشد که فقط اسم قطعه را بگوییم و خودش آن را پیدا کند؟

نتیجه این ایده، ربات هوشمندی شد که با فرمان صوتی، کشوی موردنظر را باز می‌کند. به گفته اعضای تیم، این سامانه می‌تواند در داروخانه‌ها، بیمارستان‌ها، فروشگاه‌های قطعات، مدارس و کارخانه‌ها کاربرد داشته باشد و زمان جست‌وجوی تجهیزات را به حداقل برساند.

رهام جباری، عضو دیگر تیم می‌گوید این پروژه هنوز در ابتدای مسیر است و قابلیت‌های زیادی مثل فروش خودکار قطعات و پرداخت الکترونیکی و تحویل هوشمند کالا با استفاده از فناوری NFC را می‌توان به آن اضافه کرد.

////

وقتی پرستار تنها نیست

سمت دیگر سالن چهار دختر دانش‌آموز درباره پروژه‌ای صحبت می‌کنند که می‌تواند به پرستارها کمک کند. ساینا، ۹ ساله، همراه با ملوری، ملودی و بنیتا، تیمی چهار نفره را تشکیل داده‌اند که حدود هفت ماه روی طراحی «پرستار هوشمند» کار کرده‌اند؛ رباتی که قرار است بخشی از کارهای تکراری پرستاران را بر عهده بگیرد.

این ربات می‌تواند در بخش‌های مختلف بیمارستان حرکت کند، بارکد تخت بیماران را شناسایی کند، منوی غذایی را از طریق وب‌اپلیکیشن در اختیار بیماران قرار دهد تا غذای موردنظر خود را انتخاب کنند و حتی ضربان قلب بیمار را اندازه‌گیری کند.

اعضای تیم می‌گویند معلمشان در مسیر اجرای این پروژه راهنمای آن‌ها بوده و طراحی و توسعه ایده حاصل چند ماه کار گروهی است.

////

خانه‌ای که به فکر انرژی و باران است

در غرفه‌ای دیگر، خبری از بیمارستان یا خودرو نیست؛ این بار یک خانه هوشمند روی میز قرار دارد.

شایلین و شاینا که دو خواهر دوقلو هستند، می‌گویند طراحی پروژه را با یک سؤال آغاز کردند؛ چرا خانه نتواند همزمان سه مشکل کمبود آب، مصرف انرژی و امنیت را مدیریت کند؟

در این طرح، سامانه با استفاده از اطلاعات هواشناسی پیش‌بینی می‌کند که آیا فردا باران خواهد بارید یا نه؛ اگر بارندگی در پیش باشد، آبیاری گیاهان انجام نمی‌شود تا از هدررفت آب جلوگیری شود.

برق خانه از پنل خورشیدی تأمین و در یو پی اس ذخیره می‌شود، سیستم تهویه به‌صورت هوشمند دمای محیط را کنترل می‌کند و کاربران می‌توانند از طریق یک اپلیکیشن، چراغ‌ها و تجهیزات مختلف خانه را مدیریت یا حتی در ورودی را از راه دور باز کنند.

آن‌ها می‌گویند نسخه اولیه این پروژه را چند سال پیش ساخته بودند، اما حدود پنج هفته به‌طور فشرده برای ارتقای امکانات روی نسخه جدید کار کرده‌اند.

جای خالی نوجوانان جنوب

اما این همه واقعیت نیست. در انتهای سالن میزهای خالی به چشم میخورد. به گفته سروش صادق نژاد؛ نایب‌رئیس فدراسیون جهانی رباتیک و هوش مصنوعی (فیرا) ۳۹۲ تیم در این رویداد ثبت‌نام کرده‌اند، اما همه آن‌ها در این مسابقات حضور پیدا نکردند. برای مثال ۱۵ تیم از جنوب کشور به دلیل شرایط ناشی از جنگ نتوانستند در این رویداد حاضر شوند.

آنچه در سالن مسابقات دانشگاه صنعتی امیرکبیر دیده می‌شود، بیش از رقابت برای کسب مدال، تلاش برای آزمودن ایده‌هایی است که هر کدام از یک مسئله واقعی آغاز شده‌اند. شاید همه این ایده‌ها به محصول نهایی تبدیل نشوند و شاید بعضی گروه‌ها در همین مرحله ادامه مسیر را رها کنند؛ اما ساعت‌ها آزمون و خطا، برنامه‌نویسی و کار گروهی، بخشی از مسیری است که می‌تواند آینده آن‌ها را بسازد.

شاید هم‌زمانی شرایط جنگ و برگزاری این رویداد، روایت امسال فیراکاپ را متفاوت کرده باشد؛ بیرون از این سالن اخبار جنگ فضای جامعه را متفاوت کرده؛ اما داخل سالن، دختران و پسران با ظاهر و پوشش متفاوت، مشغول آزمودن ایده‌هایی هستند که از دل مسائل واقعی زندگی آمده‌اند.

انتهای پیام

# علمی‌ و دانشگاهی

آخرین اخبار علمی‌ و دانشگاهی