Kibo Robot Programming Challenge otwiera nowe możliwości w robotyce
W dniu 20 września 2024 r. czterech uczniów doświadczyło cudów eksploracji kosmosu w Johnson Space Center NASA w Houston, biorąc udział w międzynarodowym konkursie, który ożywił ich pracę na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
Trwający już piąty rok konkurs Kibo Robot Programming Challenge (Kibo-RPC) nadal przesuwa granice robotyki, gromadząc najbystrzejsze młode umysły na świecie w celu przetestowania programowania, rozwiązywania problemów i innowacji w świecie rzeczywistym.
Stawka osiągnęła nowy poziom w tegorocznym konkursie, w którym 661 zespołów liczących łącznie 2788 uczniów z 35 krajów i regionów rywalizowało o zaprogramowanie robotów na pokładzie orbitującego laboratorium. Wyzwanie zorganizowane przez Japan Aerospace Exploration Agency we współpracy z Biurem ONZ ds. Przestrzeni Kosmicznej zapewniło uczniom wyjątkową platformę do sprawdzenia swoich umiejętności na arenie międzynarodowej.
Poznaj zespół Salcedo
Reprezentujący Stany Zjednoczone zespół Salcedo składa się z czterech utalentowanych studentów: Aaron Kantsevoy, Gabriel Ashkenazi, Justin Bonner i Lucas Paschke. Każdy z członków wniósł unikalny zestaw umiejętności i perspektywę, przyczyniając się do wszechstronnego podejścia zespołu do wyzwania.
Zespół został nazwany na cześć dr Alvaro Salcedo, nauczyciela robotyki i trenera robotyki, który miał znaczący wpływ na Kantsevoya i Bonnera w szkole średniej. Dr Salcedo odegrał kluczową rolę w kształtowaniu ich zainteresowań i aspiracji w dziedzinie nauk ścisłych, technologii, inżynierii i matematyki (STEM), inspirując ich do kontynuowania kariery w tych dziedzinach.
Kantsevoy, student informatyki w Georgia Institute of Technology (Georgia Tech), kierował zespołem z trzyletnim doświadczeniem w Kibo-RPC i głębokim zainteresowaniem robotyką i rolnictwem kosmicznym. Bonner, student drugiego roku na Uniwersytecie w Miami, studiuje na potrójnym kierunku informatyki, sztucznej inteligencji i matematyki. Znany z szybkiego rozwiązywania problemów, odegrał kluczową rolę jako strateg i ekspert od wizji komputerowej. Paschke, uczestnik po raz pierwszy i student informatyki w Georgia Tech, skupił się na systemach wywiadowczych i architekturze, wnosząc świeże spojrzenie na stół. Ashkenazi, również studiujący informatykę na Georgia Tech, specjalizował się w wizji komputerowej i DevOps, dodając głębi do technicznych możliwości zespołu.
AstroBee Takes Flight
W konkursie 2024 studenci mieli za zadanie zaprogramować AstroBee, swobodnie latającego robota na pokładzie stacji, aby poruszał się po złożonym kursie podczas przechwytywania obrazów rozproszonych po całej placówce orbitalnej. Dla zespołu Salcedo wyzwanie osiągnęło szczyt, gdy ich kod został przetestowany na żywo na stacji kosmicznej.
Robot wykonywał polecenia w czasie rzeczywistym, manewrując po wyznaczonym torze, aby zademonstrować precyzję, szybkość i zdolność adaptacji w środowisku mikrograwitacji. Oglądanie AstroBee w akcji na pokładzie stacji kosmicznej dało rzadki wgląd w bezpośredni wpływ ich umiejętności programistycznych i dodało warstwę emocji, która zmusiła ich do dopracowania swojego podejścia.
Przezwyciężanie wyzwań w czasie rzeczywistym
Nawigacja AstroBee przez placówkę orbitalną stanowiła zestaw unikalnych wyzwań. Zespół musiał upewnić się, że robot może precyzyjnie identyfikować i celować w obrazy rozproszone po całej stacji, jednocześnie minimalizując czas spędzony między lokalizacjami.
Używając kwaternionów do płynnego obrotu w przestrzeni 3D, dostrojono ruchy AstroBee, aby dostosować kąty kamery i uchwycić obrazy z trudnych pozycji bez poddawania się ograniczeniom blokady gimbala. Wielowątkowość pozwoliła robotowi na jednoczesne przetwarzanie obrazów i przejście do następnego celu, optymalizując wykorzystanie czasu w szybko zmieniającym się środowisku.
Moc pracy zespołowej i mentoringu
Pracując w różnych lokalizacjach i strefach czasowych, zespół Salcedo ustanowił ustrukturyzowany system komunikacji, aby zapewnić płynną współpracę. Zrozumienie przepływu pracy każdego członka zespołu i odpowiednie dostosowanie oczekiwań pomogło im utrzymać wydajność, nawet w przypadku niepowodzeń.
Mentoring miał kluczowe znaczenie dla ich sukcesu, a zespół przypisuje kilku doradcom i nauczycielom ich wskazówki. Kantsevoy podziękował swojemu pierwszemu mentorowi STEM, Caseyowi Kleimanowi, który rozbudził jego pasję do robotyki w gimnazjum.
Zespół wyraził wdzięczność swoim mentorom z firmy Johnson, w tym specjalistce ds. programów NASA Jamie Semple, koordynatorce ds. edukacji Kaylie Mims i kierownikowi ds. portfolio badań Międzynarodowej Stacji Kosmicznej Jorge Sotomayerowi, za przeprowadzenie ich przez procesy programu i zapewnienie wsparcia podczas całego konkursu.
Podziękowali również Biuru Zaangażowania STEM NASA za zaoferowanie możliwości zaprezentowania swojego projektu pracownikom Johnson.
"Wyzwanie odzwierciedla sposób, w jaki pracownicy NASA współpracują, aby osiągnąć sukces w wysoce technicznym środowisku. Zespół Salcedo poszerzył swoją wiedzę i zdobył umiejętności, których najprawdopodobniej nie nabyłby indywidualnie" - powiedział Semple. "Podobnie jak w przypadku wszystkich naszych studenckich wyzwań projektowych, mamy nadzieję, że to doświadczenie zachęci zespół do kontynuowania pracy i nauki, aby w przyszłości powrócić do NASA jako pełnoetatowi pracownicy".
Przesuwanie granic innowacji
Kibo-RPC pozwoliło zespołowi Salcedo eksperymentować z nowymi technikami, takimi jak Slicing Aided Hyperinference - podejście, które dzieli obrazy na mniejsze kafelki w celu bardziej szczegółowej analizy. Chociaż metoda ta okazała się obiecująca w wykrywaniu mniejszych obiektów, okazała się zbyt czasochłonna w ramach ograniczeń czasowych konkursu, ucząc studentów cennych lekcji na temat priorytetyzacji wydajności w inżynierii.
Dla zespołu Salcedo wyzwanie programistyczne nauczyło ich wartości komunikacji, znaczenia uczenia się z niepowodzeń i nagród za wytrwałość. Dreszczyk emocji związany z zobaczeniem ich kodu w akcji na orbitalnej placówce przypominał o nieograniczonych możliwościach robotyki i eksploracji kosmosu.
Inspirowanie następnego pokolenia
Dzięki uczestnikom z różnych środowisk, którzy spotkali się, aby rywalizować na globalnej platformie, Kibo-RPC nadal jest poligonem doświadczalnym dla przyszłych innowatorów.
Wyzwanie przetestowało umiejętności techniczne uczniów i sprzyjało rozwojowi osobistemu i współpracy, przygotowując grunt dla następnego pokolenia inżynierów i liderów robotyki.
Kiedy Team Salcedo patrzy w przyszłość, niesie ze sobą umiejętności, doświadczenia i inspiracje potrzebne do przesuwania granic ludzkiej eksploracji kosmosu.
"Dzięki programom takim jak Kibo-RPC pielęgnujemy następne pokolenie odkrywców - Pokolenie Artemis", powiedziała Sotomayer. "Nietrudno sobie wyobrazić, że jeden z tych studentów może w końcu chodzić po Księżycu lub Marsie".
Zwycięzcy zostali ogłoszeni wirtualnie z Japonii 9 listopada, a drużyna Salcedo zajęła szóste miejsce.
Obejrzyj międzynarodową rundę finałową tutaj.
Więcej informacji na temat Kibo Robot Programming Challenge można znaleźć na stronie: https://jaxa.krpc.jp/
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
