Интеллектуальные робототехнические системы

  • информатика
  • математика
  • Дает 100 баллов на ЕГЭ

Профиль «Интеллектуальные робототехнические системы» посвящён умным устройствам, которых становится всё больше вокруг нас в повседневной жизни.

Участники профиля познакомятся и научатся работать с подобными умными устройствами. Узнают о том, как принимают решения автопилоты современных автомобилей при выборе маршрута, как взаимодействуют роботы в многоагентной системе, какую информацию необходимо знать роботу-погрузчику, чтобы успешно выполнить свою задачу, как лучше произвести автономную разведку завалов, если об их структуре ничего неизвестно, насколько сложно просчитать перемещение каждого узла манипулятора, переносящего детали кузова разной конфигурации с одного конвейера на другой на заводе по выпуску автомобилей и многое другое.

Также участники научатся разрабатывать свои собственные интеллектуальные робототехнические системы.
Профиль входит в список олимпиад РСОШ и дает победителям и призерам 100 баллов к ЕГЭ по профильным предметам при поступлении.

Разработчики

АНО ВО “Университет Иннополис»

Партнёры и спонсоры

  • ООО «КиберТех» (ТРИК)
  • Академия робототехники “RoboNest” (разработчик методических материалов — Алексей Клячин)
  • Роббо

Отборочные этапы

Во втором этапе Олимпиады НТИ участникам предстоит решить несколько заданий, которые требуют как хороших навыков решения классических задач по программированию, так и уверенные знания по геометрии.

Часть заданий этого отборочного этапа будет сформулирована в виде олимпиадных задач по информатике, где есть входные данные и нужно найти ответ. Другая часть заданий будет требовать самостоятельно разобраться со средой программирования TRIK-Studio — участникам необходимо разработать алгоритм управления робототехническим устройством, запускаемым в симуляторе.

Для решения задач необходимо уметь работать в команде, поскольку в ограниченное для второго этапа время один человек может не успеть и изучить новый материал, и разработать решение, и обеспечить для него достаточный набор тестовых данных.

На втором этапе участникам большую помощь окажут ссылки на материалы для самостоятельного изучения. Также заранее рекомендуется посмотреть на разборы задач прошлых лет — это сформирует понимание того, какого рода задачи могут встретиться.

Как готовиться ко второму этапу

Рекомендуем прорешать все задачники и просмотреть все материалы.

Хард скилс:

  • моделирование робототехнического устройства и отладка алгоритма управления на модели;
  • калибровка аналоговых датчиков;
  • сборка показаний с датчиков и анализ полученной информации для оптимизации алгоритма управления;
  • достижение стабильности работы и отказоустойчивости робототехнического устройства;
  • программирование и отладка универсального устройства управления (JavaScript или Python) для решения конкретной задачи;
  • использование итеративного процесса разработки;
  • использование систем версифицирования исходного кода для командной разработки программного обеспечения;
  • использование алгоритмов обработки информации с видеокамеры.

Рекомендуем ознакомиться со следующими материалами:
всем материалы с текущей страницы профиля ИРС + задачник 19/20

Рекомендации для наставника

см. хард скилы + все ссылки с текущей страницы профиля ИРС

Заключительный этап

Задача заключительного этапа профиля ИРС основывается на классической робототехнической задаче SLAM — одновременная локализация и картографирование. Она будет требовать от участников применения таких навыков, как определение объектов окружающей робота обстановки с помощью камеры, построение карты с помощью дальномеров, выбор стратегии по сбору недостающих данных об окружающем пространстве через планирование перемещений робота. Несмотря на то, что по легенде описанные выше задачи ставятся перед складским роботом, подобные алгоритмы используются также беспилотными автомобилями для успешного перемещения в потоке машин и прибытия в пункт назначения, роботами-курьерами, роботизированной сельскохозяйственной техникой, роботами-пылесосами для качественной чистки обслуживаемых помещений.

Как готовиться к финалу

Рекомендуем прорешать все задачники и просмотреть все материалы на странице профиля.

Хард скилы, которые понадобятся

  • проектирование и сборка мобильного робототехнического устройства под конкретную задачу;
  • моделирование робототехнического устройства и отладка алгоритма управления на модели;
  • калибровка аналоговых датчиков;
  • сборка показаний с датчиков и анализ полученной информации для оптимизации алгоритма управления;
  • адаптация алгоритма, разработанного для модели, к работе на реальном устройстве;
  • достижение стабильности работы и отказоустойчивости робототехнического устройства;
  • программирование контроллера ТРИК;
  • программирование и отладка универсального устройства управления (JavaScript или Python) для решения конкретной задачи;
  • механическая калибровка видеокамеры для решения задач компьютерного зрения;
  • использование итеративного процесса разработки;
  • использование систем версифицирования исходного кода для командной разработки программного обеспечения.

Рекомендуем ознакомиться со следующими материалами:
всем материалы с текущей страницы профиля ИРС + задачник 19/20

Софт скилз

  • навыки чтения документации и понимания поставленной задачи;
  • навыки генерации и обсуждения идей;
  • навыки критического мышления;
  • навыки рефлексии и предоставления обратной связи;
  • принятие ответственности за выполняемый фронт работ;
  • навыки взаимопомощи;
  • навыки управления командой разработки;
  • навыки работы в команде разработки;
  • навык выслушать чужое мнение;
  • стрессоустойчивость.

Рекомендации для наставника

см. хард скилы + все ссылки с текущей страницы профиля ИРС

Материалы для участников

Что должен знать участник

Математика: тригонометрия, геометрия, комбинаторика, отдельные разделы теории комплексной плоскости, теории вероятности, теории графов и линейной алгебры;

Информатика: кодирование и декодирование информации, структуры хранения и обработки данных, комбинаторные алгоритмы, алгоритмы перебора и сортировки, обработки графов, алгоритмы вычислительной геометрии, отдельные разделы теории автоматов, базовые алгоритмы преобразования изображений, компьютерного зрения;

Специальные знания в области робототехники: свойства и ограничения цифровых и аналоговых датчиков различного принципа действия, алгоритмы обработки цифровой информации, отдельные главы теории автоматического управления, алгоритмические особенности реализации алгоритмов счисления пути, использование проприоцептивных датчиков и датчиков внешней среды для достижения стабильности навигации, планирование маршрута для мобильных наземных роботов, локализация и построение карты; свойства цифровых камер, получение и обработка графической информации, основные топологии систем для передачи информации, принципы реализации протоколов передачи данных; физические ограничения передачи информации.

Хард скилы, которые понадобятся

  • проектирование и сборка мобильного робототехнического устройства под конкретную задачу;
  • моделирование робототехнического устройства и отладка алгоритма управления на модели;
  • калибровка аналоговых датчиков;
  • сборка показаний с датчиков и анализ полученной информации для оптимизации алгоритма управления;
  • адаптация алгоритма, разработанного для модели, к работе на реальном устройстве;
  • достижение стабильности работы и отказоустойчивости робототехнического устройства;
  • программирование контроллера ТРИК;
  • программирование и отладка универсального устройства управления (JavaScript или Python) для решения конкретной задачи;
  • механическая калибровка видеокамеры для решения задач компьютерного зрения;
  • использование итеративного процесса разработки;
  • использование систем версифицирования исходного кода для командной разработки программного обеспечения.

Софт скилз

  • навыки чтения документации и понимания поставленной задачи;
  • навыки генерации и обсуждения идей;
  • навыки критического мышления;
  • навыки рефлексии и предоставления обратной связи;
  • принятие ответственности за выполняемый фронт работ;
  • навыки взаимопомощи;
  • навыки управления командой разработки;
  • навыки работы в команде разработки;
  • навык выслушать чужое мнение;
  • стрессоустойчивость.

Численность команды и роли

Состав команды: 3 человека

Алгоритмист: проектирование алгоритмов принятия решений, проектирование алгоритмов компьютерного зрения, отработка алгоритмов на модели.

Программист-робототехник: специфика контроллера и работы датчиков, камеры, обработка цифровой информации, теория автоматического управления, одометрия.

Программист-интегратор: знание инструментария отладки, перенос алгоритмов на реальное устройство, отладка, управление фронтом работ.

Роли в командах распределяются самими участниками, роли могут пересекаться, для более качественного распределения ролей лучше выписать сильные стороны каждого участника, посмотреть, что нравится каждому из них и после этого уже распределяться ответственности и обязанности.

Рынки НТИ

  • AutoNet
  • NeuroNet
  • TechNet