Tekmovanje iz robotike za srednje šole

Fakulteta za elektrotehniko UL, Tržaška 25

Zveza za tehnično kulturo Slovenije – ZOTKS organizira tekmovanje iz robotike za srednje šole z naslednjimi cilji: spodbujanje mladih za področja vodenja sistemov, avtonomnih mobilnih sistemov, robotskih sistemov in programiranja, razširitev znanj s področja tehnike, povezovanje zainteresiranih in nadarjenih učencev s fakultetami in gospodarskimi družbami, razvijanje (zdravega) tekmovalnega duha ter spodbujanje druženja mladih iz različnih okolij. Tekmovanje organiziramo v sodelovanju z Laboratorijem za avtonomne mobilne sisteme Fakultete za elektrotehniko Univerze v Ljubljani.

Vsebina tekmovanja

Tekmovanje poteka v znanju in spretnostih s področja izgradnje in vodenja avtonomnih robotskih sistemov. Tekmovalci sestavijo robotski sistem, napišejo algoritem vodenja in vse skupaj preizkusijo na tekmovalnem poligonu pri opravljanju vnaprej znane naloge.

Kdo lahko tekmuje?

Na tekmovanju lahko sodelujejo dijaki vseh letnikov srednjih šol. Na tekmovanje se lahko prijavijo preko šol, mladinskih centrov in drugih organizacij ali samostojno.

Način izvedbe tekmovanja in vsebina

Tekmovanje je dvostopenjsko, kot izbirno in državno tekmovanje. Glede na število prijavljenih tekmovalcev bo organizator določil potek izbirnih tekmovanj. Državno tekmovanje poteka v eni skupini, v njej se pomeri do največ 16 tekmovalcev. Tekmovalci se morajo prijaviti na tekmovanje najpozneje do 19. februarja 2025 v sistem ZOTKiS.

Tekmovalci na izbirnih tekmovanjih sodelujejo po naslednjem programu:

Tekmovalci vnaprej dobijo pravila za sestavo robotskega sistema, natančen opis tekmovalnega poligona ter natančen opis naloge, ki jo mora sistem opraviti.
Sestavijo robotski sistem (glede na pravila), povežejo posamezne komponente sistema ter napišejo algoritem vodenja (računalniški program) v delujočo celoto.
Sistem preizkusijo na tekmovalnem poligonu. Uspešnost sistema se točkuje po vnaprej znanem točkovniku.

Časa za izdelavo, programiranje in preizkušanje sistema je 2 meseca.

Tekmovalci na državnem tekmovanju sodelujejo po naslednjem programu:

Tekmovalci s seboj prinesejo izdelan in sprogramiran sistem, ki so ga uporabljali na izbirnem tekmovanju. Sistem je lahko drugačen (fizično in/ali programsko) od tistega, ki je bil uporabljen na izbirnem tekmovanju, vendar mora zadoščati pravilom in biti sposoben opraviti enako nalogo kot na izbirnem tekmovanju.
Tekmovalci dobijo pravila za sestavo robotskega sistema, natančen opis tekmovalnega poligona ter natančen opis naloge, ki jo mora sistem opraviti
Nadgradijo obstoječ robotski sistem in algoritem vodenja, tako da bo zmožen opraviti dano nalogo.
Delovanje sistema predstavijo komisiji in odgovarjajo na njena vprašanja.
Sistem preizkusijo v tekmovalnem poligonu. Uspešnost sistema se točkuje po vnaprej znanem točkovniku.

Časa za nadgradnjo, programiranje in preizkušanje sistema je tri ure (180 minut).

Za gradnjo avtonomnega robotskega sistema naj se uporabi sestavljanka (Fischer, Lego, itd.), ki naj vsebuje:

tri motorje
gradnike (zobnike, osi, povezovalne elemente, itd.), ki v povezavi z motorji omogočajo sestavo sistema ter njegovo gibanje v večih prostostnih stopnjah, npr: gibanje v več dimenzijah, vrtenje, dvigovanje predmetov, itd.
svetlobni senzor (za npr. sledenje črti),
barvni senzor (za razpoznavanje barv),
mehansko stikalo (za npr. detektiranje ovir),
krmilno enoto, ki omogoča neodvisno upravljanje motorjev (vrtenje v eno in drugo smer ter mirovanje), priključitev mehanskega stikala, svetlobnega in barvnega senzorja.

Sestavljanko z zahtevanimi gradniki si tekmovalci priskrbijo sami. Na izbirnih tekmovanjih naj bo sistem zgrajen in sprogramiran vnaprej. Na državno tekmovanje tekmovalci prinesejo zgrajen in sprogramiran sistem, ki so ga uporabili na izbirnem tekmovanju ter ga v skladu z zastavljeno nalogo nadgradijo. Zaradi lažjega dela naj imajo tekmovalci s seboj svoj računalnik z naloženo programsko opremo za programiranje robota. Za programiranje krmilne enote je lahko uporabljen kateri koli podprt programski jezik.

Orientacijski primeri nalog, ki jih lahko organizator določi za tekmovanje:

mobilni robot z možnostjo gibanja v dveh dimenzijah, sledenja črti v poligonu ter izogibanja ovir,
mobilni robot z možnostjo gibanja v eni dimenziji ter robotsko roko z dvema prostostnima stopnjama,
žerjav z možnostjo gibanja v treh dimenzijah.

Ocenjevalni kriteriji:

1.Sestavljanje robotskega sistema ter izvirnost rešitve do 10 točk

2.Izdelava računalniškega programa do 10 točk

3.Predstavitev delovanja naprave in zagovor pred komisijo – ideja, poznavanje sistema in algoritmov vodenja, itd. (samo na državnem tekmovanju) do 10 točk

4.Preizkus sistema v tekmovalnem poligonu ter stopnja realizacije zastavljene naloge do 70 točk

Komisija lahko diskvalificira tekmovalca, če ta ne upošteva pravil tekmovanja.

Podelitev priznanj in nagrad za vsa tekmovanja, razen za tekmovanji pod številko 1 in 9 (za ti dve tekmovanji bo podelitev takoj po koncu tekmovanja) bo na posebni prireditvi v juniju 2025. Natančen datum in lokacija prireditve bosta določena naknadno in objavljena na spletni strani ZOTKS. Vsi nagrajenci bodo pravočasno prejeli vabila za prireditev.

Najuspešnejši tekmovalci v posamezni skupini (razen za tekmovanji pod številko 1 in 9) prejmejo za nagrado brezplačno udeležbo na strokovni ekskurziji, ki jo bo organizirala ZOTKS v letu 2025.

Najboljši trije v posamezni skupini pod pogojem, da so dobitniki zlatega priznanja (razen za tekmovanji pod številko 1 in 9), prejmejo za nagrado brezplačno udeležbo na enem izmed taborov, ki jih bo organizirala ZOTKS v poletnih mesecih 2025.

Za najboljše iz posameznih tekmovanj bo ZOTKS zagotovila tudi druge nagrade, ki bodo odvisne od prispevkov partnerjev in sponzorjev.