Usvojena znanja na PTIT 2021

Letos je na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani potekal že 22. Poletni tabor inovativnih tehnologij. Letos se ga je udeležilo 68 otrok na 8 različnih delavnicah, ki so pod vodstvom mentorjev cel teden raziskovali sodobne inovativne tehnologije in spoznavali raznolik svet elektrotehnike in multimedije.

Na delavnici PING PONG CIKLOTRON so se udeleženci najprej seznanili z osnovami električnega polja ter spoznali izumitelja Roberta J. Van de Graaffa. Spoznali so bistvene informacije o njegovem življenju in delu. V nadaljevanju so se osredotočili na Van de Graaffov generator in ciklotron ter spoznali način delovanja ter postopek izdelave obeh naprav. Tekom delavnice so izdelali Van de Graaffov generator manjših moči, katerega so udeleženci po koncu delavnic tudi obdržali. Teden so si popestrili tudi z obiskom visokonapetostnega laboratorija na inštitutu EIMV in obiskom Tihe sobe na FE. Poleg naštetega so si v našem laboratoriju ogledali še nekatere druge zanimive eksperimente. Za dodatno popestritev so poskrbeli s tekmovanjem, kjer so s pomočjo krogelnega iskrišča izmerili napetost, ki jo generira generator.  Med samimi delavnicami je nastalo veliko zanimivih spominov in fotografij.

Na delavnici VITEZ BREZ VOLANA so se spoznali s področjem avtonomnih mobilnih sistemov in umetne inteligence. Delo je potekalo v skupinah na štirih robotskih sesalnikih, ki so bili opremljeni vsak s svojim vgradnim sistemom Raspberry Pi s kamero. Kamera na mobilnem sistemu je bila usmerjena proti stropu, kjer je bilo omrežje posebnih značk. Položaje vseh značk so vpisali v program za lokalizacijo s strojnim vidom, ki je zaznaval položaje značk na sliki in ves čas sproti preračunaval lego mobilnega sistema v prostoru. Pripravili so program za upravljanje z mobilnim sistemom s tipkovnico. Informacijo o legi so nato uporabili pri pisanju regulacijskih algoritmov za avtonomno vožnjo mobilnega sistema med različnimi cilji v prostoru. S pomočjo senzorjev, ki so na robotskem sesalniku, so izvedli tudi algoritem za avtomatsko vodenje mobilnega sistema po črti in primerno delovanje v primeru detekcije ovir. Na delavnici so se spoznali tudi z osnovami razpoznavanja in sinteze govora, kar jim je omogočilo, da so izvedli sistem za glasovno sporazumevanje z mobilnim sistemom v slovenščini. Razpoznavalnik govora so uporabili tako, da je mobilni sistem ob prejetem glasovnem ukazu izvedel določeno akcijo, s sintetizatojem govora pa je mobilni sistem lahko tudi odgovoril uporabniku. Napisali so še različne algoritme za krmiljenje barvnega LED-traka, ki je bil nameščen na prednjem odbijaču mobilnega sistema in je s svetlobnimi znaki nakazoval trenutne akcije mobilnega sistema.

Na delavnici SCRATCHMOJSTRI so udeleženci spoznali osnove programiranja z bloki v programskih jezikih CODE, SCRATCH in MICRO:BIT. Naučili so se risanja, uporabe zank, pogojnih stavkov, sporočil in kloniranja. Sestavili so veliko zanimivih programov iz področja geometrije, iteracij, rekurzije, dialogov ter kvizov. Udeleženci so dobili tudi mikro računalnik BBC Microbit s prikazovalnikom, na katerem so izvedli programe zapisane v Micro:bit-u. Na zaključku je vsak udeleženec predstavil svoj projekt.

Delavnica VIRTUALNO=ZABAVNO, organizirana v sodelovanju z Razvojnim centrom Sieva, je prva tovrstna delavnica, kjer so se udeleženci spoznavali z novimi tehnologijami obogatene (AR; ang. augmented reality), mešane (MR; ang. mixed reality) in navidezne (VR; ang. virtual reality) resničnosti. Vsebina delavnice je obsegala predavanja, preizkušanje različnih VR in MR očal, sproščanje ob igranju VR video iger in razvoj lastne AR aplikacije, pri katerem so udeleženci uporabljali igralni pogon Unity in programsko orodje Vuforia.

Na delavnici LEGO VIHARNIKI so se najprej spoznali z osnovnimi koncepti vodenja avtonomnih mobilnih sistemov ter s tehničnimi in programskimi lastnostmi kompletov Lego Mindstorms EV3. Nadalje so udeleženci snovali, gradili in programirali mobilne sisteme, ki so bili zmožni opraviti naprej predpisano nalogo. Ob koncu delavnice so obvladali znanja s področij senzorike (žiroskopi, ultrazvočni senzorji razdalj, enkoderji, itd.), konceptov vodenja mobilnih sistemov ter programiranja. Vsi so omenjena znanja pridobil skozi koncept projektnega dela (mehanska konstrukcija ter programiranje sistema za čim zanesljivejše in čim hitrejše opravljanje naloge). Na koncu so se s svojimi sistemi pomerili tudi na prijateljskem tekmovanju.

Na delavnici SONCE, UJETO V MOBILNI TELEFON so izdelali solarni polnilnik za telefon. Otroci so na laser narezali sončne celice na želeno dimenzijo, jih sestavili v modul in ga laminirali. Z raznimi poskusi so spoznali osnove elektronike, spajkali elektroniko, vse skupaj povezali z baterijo in sprogamirali mikrokrmilnik. Naučili so se, kako se načrta ohišje in ga natisne na 3D tiskalnik. Na koncu so solarni polnilnik sestavili v ohišje in ga priklopili na svoje telefone.

Na delavnici ROBOSUMO so se udeleženci najprej spoznali z uporabo in programiranjem klasičnih industrijskih in sodelujočih robotov. Pri tem so sami razvili aplikacije sinhronega varjenja, pobiranja objektov s tekočega traku, vstavljanja v ležišča na podlagi senzorja sil in navorov ter manipulacijo objektov, ki so jih prepoznali z robotskim vidom. V nadaljevanju so se spoznali  z mobilnimi roboti Zumo 32U4, kjer so po korakih implementirali posamezne funkcionalnosti robota (motorji, enkodreji, senzorji, ekran, brenčač). Robotski program je zajemal tako sledenje črti kot tudi strategije za sumo borbe, nekateri  pa so bili nadgrajeni z lastno glasbo. Zadnji dan je potekal turnir po pravilih mini robo sumo tekmovanja.

Na delavnici OD ELEKTRONOV DO ZVEZD so udeleženci spoznali osnovne gradnike elektronskih vezij in fizikalne zakone, na katerih funkcionirajo. Ugotovili so, da isti zakoni določajo tudi delovanje nekaterih senzorjev ter nato sestavili senzor električnih vodnikov, skritih v zidovih. Hkrati so isto vezje uporabili še za merjenje vlažnosti zidov in ugotovili, da lahko z njim izmerijo tudi, koliko so zalili lončnice. Dodali so mu še brezžični detektor mobilnih telefonskih klicev in tako nastalo večnamensko merilno napravo zaključili še z merilnikom glasnosti. Da pa niso izdelovali samo merilnika, so obiskali tudi eksperimentalni jedrski reaktor v Podgorici pri Ljubljani ter se preizkusili v matematičnih simulacijah strel.