מקומות ראשונים לישראל בתחרות רובוטיקה יוקרתית

ישראל זכתה ברוב המקומות הראשונים בשלוש קטגוריות שונות במסגרת תחרות הרובוטיקה הבינלאומית הקרויה "תחרות הרובוטים מכבי האש של טרינטי" (Fire Fighting Home Robot). התחרות נערכה במכללת טרינטי שבמדינת קונטיקט שבארה"ב, בהשתתפות תלמידי בתי ספר התיכון מרחבי העולם.

מדובר בפעם ה-12 בה נערכת התחרות בארצות הברית ובפעם השישית בהשתתפות בתי הספר הישראלים, שזכו השנה בהישגים חסרי תקדים. "עיקר התחרות היה בינינו לבין עצמנו", סיפר בהתרגשות ירין אסרף מבית הספר "משגב", אשר זכה יחד עם קבוצתו במקום הראשון במסלול הסטנדרטי ובמסלול הידע התיאורטי.

רובונר - על מה מדובר?

במסגרת הפרויקט, משלבים התלמידים מספר תחומי ידע כמו אלקטרוניקה, מכניקה, מחשבים, חומרה ותוכנה, בקרה ושילוב מערכתי. כאשר על התלמידים להיות מסוגלים לפתור בעיות מורכבות, יצירתיות עמידה בלוח זמנים והיכרות עם מערכות מתחום הטכנולוגיה. הרובוטים אינם מכוניות על שלט. הם אמורים לפעול באופן אוטומטי, בהישמע צפצוף - אזעקת אש המתריע על שריפה.

לתחרות זו שלוש קטגוריות:

• כניסה - תחרות לכיבוי נר תוך ניווט בדגם הדירה וחזרה לנקודת הזינוק.
  

• סטנדרט - תחרות זהה לזו של מסלול הכניסה בתוספת מכשולים כמו שטיחים, מדרגות, שיפועים וגלילים.
  

• אולימפיאדת ידע תיאורטי - מבחן תיאורטי בידע הרובוטיקה.
  

כל הישגי הישראלים בתחרות:

• בקטגוריית הכניסה זכה במקום הראשון בית הספר קריית שרת מחולון, במקום השני בית הספר אוסטרובסקי מרעננה, ובמקום השלישי בית הספר היובל מהרצליה.
  
• בקטגוריה הסטנדרטית זכו במקום הראשון בית ספר משגב ובמקום השני בית הספר היובל מהרצליה.
  
• בקטגוריית הידע התיאורטי זכה במקום הראשון בית הספר משגב, וביחידים זכה בן הקבוצה ניר הירש ממשגב.
  

נראה כי משהו טוב קורה בבתי הספר משגב והיובל. גם בתחרות First שהייתה לפני כחודש בחיפה, זכתה קבוצת משגב (אמנם בהרכב אחר) במקום הראשון בתחרות הרובוטים וכנראה שגם תטוס לארה"ב, לייצג את ישראל. כאשר בית הספר היובל מצליח גם השנה כמו שכיכב בשנים שעברו.

דרך אגב, בכל שאר המקומות בפודיום, זכו קבוצות אמריקניות. היפנים, שדווקא פעילים מאוד בתחום הרובוטיקה, לא הצליחו לגבור על הישראלים. בתחרות השתתפו גם בתי ספר תיכון מארגנטינה, הודו, ברזיל, סין, קנדה, פורטוגל, סינגפור ועוד.

איך הרובוט נע

כדי לנוע, מצויד הרובוט בגלגלים ובמנועים חשמליים. כדי שיוכל להתמצא בסביבתו, הוא מכיל מגוון של חיישנים (סנסורים). על המנועים עצמם מותקנים מקדדים (encoders), העוקבים בדיוק רב אחר סיבוב המנוע. תיאורטית, די היה במידע ממקדדים אלה כדי לדעת את כיוון ואורך כל אחד מ"הצעדים" של תנועת הרובוט מהרגע שיצא ממקומו, ולשלב מידע זה במפה הנתונה כדי לדעת בדיוק היכן נמצא הרובוט. כדי לנווט, הרובוטים נעזרים בחיישנים אשר פולטים קרני אינפרא אדום אל הקיר ויודעים לפרש את ההחזרות כערכים.

מנגנונים מתקני טעויות

על התוכנה להשתמש בערכים אלה כדי לדעת את מצב הרובוט במסלול על ידי יצירת שורה של מנגנונים המגלים ומתקנים טעויות בתנועה. למרות שהקירות והמכשולים הם בצבע לבן אחיד, שיטה זו עשויה להיתקל בבעיות בעולם האמיתי בגלל מקורות התאורה באולם שבו מתבצעת התחרות, שבעצמם פולטים גם קרינת אינפרה-אדום. המתכננים חייבים להתכונן לבעיות כאלו וליצור שורה של מנגנונים המגלים ומתקנים טעויות אפשריות של החיישנים.

הצורך באיתור הנר מחייב ידע גם בפיזיקה וגם בהפתעות שהעולם האמיתי טומן למתכנן הלא-זהיר. אפשר היה לחשוב כי כדי לגלות את הנר מספיק לחפש מקור אור קטן, אך לרובוט אין דרך להבדיל בין מנורה גדולה בצד השני של האולם לבין נר קרוב. הקבוצה השתמשה בשני חיישנים דיגיטליים לצורך זה.

חיישן אחד רגיש לקרינת האינפרא אדום שפולט הנר (כמו כל מקור חום), ומסייע למציאת הנר כאשר הרובוט בתוך החדר. חיישן שני רגיש לקרינה אולטרה-סגולה, הנפלטת על ידי החלקיקים החמים בלהבת הנר. קרינה זו מוחזרת מהקירות וכך מאפשרת לרובוט העומד בפתח החדר להחליט אם הנר נמצא בחדר זה.

התחלה ברגל שמאל

"במהלך התחרות היינו די בטוחים שאנחנו הולכים להפסיד", סיפר אסרף, "הבקר המפקח על החיישנים התנתק ברגע שהצבנו אותו על משטח ההרצה ולא ידענו מה לעשות. פסלו לנו את המהלך והתחלנו להיות מתוסכלים מהעניין. אך לאחר שאיתרנו את הבעיה, ניגשתי אל השופט הראשי והסברתי לו את התקלה. הוא הבין כי היא לא נגרמה באשמתנו והעניק לנו סיבוב חוזר. החלטה זו מאוד שימחה אותנו והשיבה לנו את הרוח למפרשים".