Студенты МИЭМ приняли участие в конкурсе проектов умных устройств «ТВОЙ:BIT»

Сразу три студенческие команды представили на конкурс свои разработки, участвующие в проектной деятельности института, протестировав их таким образом в режиме большого конкурсного соревнования.

Все команды представляли учебную лабораторию систем автоматизированного проектирования департамента компьютерной инженерии. Руководителем проектов является кандидат технических наук, доцент департамента Александр Романов.

Конкурс «ТВОЙ:BIT» был организован кружковым движением НТИ при поддержке проекта “ORT-STEM” и сети школ программирования для детей “Код-Класс”. Перед командами была поставлена задача предложить устройства, которые делают жизнь лучше, а окружающий мир – безопаснее. К участию приглашались команды энтузиастов технического творчества, участники технологических кружков и студенты высших учебных заведений. По итогам конкурса все студенты получили сертификаты участия.

Матющенко Анастасия

Соревнование проходило в онлайн-формате. По словам представительницы одного из проектов, студентки образовательной программы «Информатика и вычислительная техника» Анастасии Матющенко, это очень удобно, поскольку в конкурсе участвовали команды из разных уголков России: «Было очень волнительно отправлять заявку, потому что мы впервые участвовали в мероприятии такого масштаба. Организаторы предоставили полную свободу в выборе темы проекта и всеми возможными способами помогали в составлении заявки».

Мы решили расспросить ребят об их проектах и о том, как помогло участие в соревновании развитию их проекта в рамках проектной деятельности в МИЭМ.

 

Система дистанционного управления роботом

Над проектом работает совместная команда студентов 3 курса образовательных программ Инфокоммуникационные технологии и системы связи (Виталий Степанянц, Юлия Михайловская и Дарья Царегородцева) и Информатика и вычислительная техника  (Валентина Лобашевская).

Ребята в качестве задачи выбрали создание эргономичной носимой системы для считывания движений человека и дистанционного управления роботом.

Юлия Михайловская

Рассказывает Юлия Михайловская: «Мы создаем систему, состоящую из датчиков MPU-6050, мультиплексоров Troyka, платы RPi. Датчики крепятся на человека. При движении датчик считывает данные и отправляет на плату, где эти данные обрабатываются и передаются роботу на понятном ему языке, после чего робот должен повторить движение человека».

По мнению ребят, такая система позволит реализовывать интуитивное управление антропоморфными роботизированными системами, а также станет инструментом, позволяющим использовать эти системы в экстремальных условиях эксплуатации.

Для конкурса студентам пришлось адаптировать разрабатываемую систему для платы Micro:bit, что оказалось непростой задачей.

Виталий Степанянц

«В зависимости от конфигурации, в системе могут использоваться до 15 плат micro:bit. Одной из значительных сложностей в проекте оказалась задача понять, как будут рассчитываться относительные углы поворотов в суставах, чтобы реализовать эти расчеты в программе», - рассказал Виталий Степанянц.

По словам Юлии, еще одной сложностью стало научить робот считывать данные с нескольких датчиков MPU-6050. Из-за того, что у них у всех одинаковый адрес, плата не может обращаться по шине только к одному из них.

На вопрос, помогла ли подготовка к конкурсу развитию проекта в рамках проектной деятельности МИЭМ и как изменилось видение итогового проекта, который будет представлен на защитах, Виталий нам сообщил: «Для участия в конкурсе пришлось по ходу немного изменять проект, эта работа позволила подумать в сторону преобразования системы в беспроводную. Но это усложнение. Реализовать идею можно будет только после окончания текущей работы, и вряд ли возможно успеть сделать это к защите».

 

Система автоматизированного учёта и выдачи материальных ценностей

Еще один совместный проект студентов образовательных программ «ИВТ» (Акрамжон Туракулов, Анастасия Матющенко и Александр Пономарев) и «ИТСС» (Дмитрий Гущин и Павел Меркулов). По сути, ребята задумали сделать шкаф, закрытый на электромагнитный замок и оборудованный считывателем RFID-меток.

Александр Пономарев

О том, как должна работать такая система, рассказал Александр Пономарев: «Для управления работой шкафа используется микроконтроллер, который располагается в корпусе считывателя меток. К нему подключен RFID-модуль, предназначенный для считывания и записи данных на метки (пропуска), работающие на частоте 125 кГц. По контуру шкафа располагается рамка-считыватель, фиксирующая выдачу и возврат ценностей». Сейчас студенты уже достаточно хорошо «плавают» в теме, но на старте им было непросто.

Акрамжон Туракулов

«Нам банально не хватало знаний, чтобы разобраться, как и с чего начинать. Довольно много времени понадобилось для изучения теореотической информации, а именно методов проектирования и реализации реляционных баз данных, исследования процесса считывания UID и всех данных с RFID метки. Благодаря активному участию и оказанной помощи нашего научного руководителя Романова Александра Юрьевича и ассистентов Лежнева Евгения Владимировича и Американова Александра Александровича удалось преодолеть эти трудности», - рассказал участник команды Акрамжон Туракулов. Говоря о пользе конкурса для проекта в целом, Акрамжон отметил тот факт, что в процессе работы были придуманы новые возможные расширения функциональности системы.

Система мониторинга и ухода за растениями (PMACS)

В проекте участвуют бывшие одноклассники, ныне студенты двух разных университетов – Лидия Измайлова (МИЭМ НИУ ВШЭ, образовательная программа «ИВТ») и Владислав Соломенцев (МГТУ имени Н.Э. Баумана). Ребята еще в школьные годы активно занимались проектной деятельностью, а последней разработкой занимаются с 2017 года.

Лидия Измайлова

«Мы создаем систему, способную выполнять автоматизированный уход за растениями путем поддерживания благоприятного климата. Это теплица с роботом, который выполняет полив и рыхление почвы. Система состоит из исполняющей и управляющей частей. Исполняющая часть (робот) выполняет движение по направляющим, получает данные об окружающей среде (температура и влажность воздуха, влажность почвы, уровень освещенности и углекислого газа, давление) и передает их на управляющую часть. Управляющая часть представлена в виде ПЛИС с набором статичных датчиков (температура воды, почвы). Она принимает, анализирует и сохраняет климатические параметры, поступающие с робота. Именно управляющая часть принимает решение о необходимости ухода, включения света, проветривания, нагрева почвы или воды, отправляет команды на исполняющую часть, сообщает пользователю об ошибках, получает все данные о посаженных растениях", - так описала разработку Лидия Измайлова.

При необходимости по команде выполняются полив и рыхление. Эти функции осуществляются с помощью механического манипулятора, который, в дальнейшем, будет расширен путем добавления насадок для ухода. Робот находится под управлением AT Mega 2560.

Проект непростой в реализации. Во-первых, требуются средства, поэтому ребята стараются участвовать в различных конкурсах, программах, чтобы получать гранты. Кроме того, исследовательская область проекта находится на стыке самых разных наук, в том числе ботаники, в которой не хватает нужных знаний. Да и в своей области приходится многое осваивать с азов, например работу с ПЛИС. Еще одна сложность состоит в том, что студенты учатся в разных вузах на разных концах Москвы, часто не совпадает расписание, отсюда недостаток времени для совместной работы.

Тем не менее, ребята с энтузиазмом смотрят в будущее, ведь актуальность темы очевидна: «Сельское хозяйство активно развивается. Нестабильная климатическая обстановка, истощенность угодий приводят к неурожаям. Тем более что люди пытаются выращивать растения вдалеке от их привычного места обитания. Такие системы с автоматизированным уходом просто необходимы. При этом на рынке они почти не представлены».

 

Мы поздравляем ребят с участием и желанием им успешно представить свои проекты в рамках постерной сессии в МИЭМ 28-29 января 2020 года.