A „jövő városát” tervezték meg Kecskeméten! – WRO csapatbemutató interjú

November 12-én kezdődik Costa Ricában a World Robot Olympiad™ (WRO™) nemzetközi döntője, melynek során számos magyar csapatnak szurkolhatunk. Ezúttal a kecskeméti csapat, a TEAM_BAD kapitányát, Kiss Róbertet kérdeztük.

TeaM BAD
(Fotó: wro.hu)


Kérem, mutassa be csapatát!

A világbajnoki döntőre kijutott csapat háromtagú. Nyíri Anna Eszter és Mihalik Dániel 10. évfolyamos diákok, míg Szakali Benedek 12. évfolyamos. Valamennyiüknek van már hazai és nemzetközi robotika versenytapasztalata. Mindhárman jól beszélnek angolul, több éve programoznak különböző programnyelveken és több kutatási projektben is részt vettek robotika területen. Ketten közülük két éve a katari WRO™ világbajnoki döntőjén a 15. helyezést elért csapat tagjai. A csapat összeállításánál fontos szempont volt a szakmai tudáson kívül, a csapatmunka tapasztalat, valamint az angol nyelvtudás.

Mit tart a WRO™ legfőbb szakmai, illetve pedagógiai hasznának?

A WRO™ a világ talán legnagyobb robotika versenye. 55 tagországgal rendelkezik jelenleg a szervezet és 22-25 ezer csapat indul évente az egyes nemzeti fordulókon. Két kategóriában rendeznek versenyt (a kategóriákon belül két-három életkori kategóriában). A Regular kategória egyetlen feladat megoldását kéri. Egy előre ismert tesztpályán kell a feladatot megoldani saját tervezésű, építésű és programozású robottal. A feladat mindig problémaközpontú. Nincs egy jó megoldás, a csapatok feladata, hogy egy működő konstrukciót létrehozzanak. Az Open kategória a kutatásról szól. Adott témában kell a csapatoknak a vázolt problémára megoldást mutatniuk és ehhez egy működő, robotokra épülő modellt létrehozni. Az Open kategória feladata sokkal nyitottabb, több lehetőség van a kreativitásra, ugyanakkor a lehetséges modell konstrukciói összetettebbek és talán a programozás is bonyolultabb lehet.

A szakmai haszna egyértelmű a versenyeknek. Olyan összetett kompetenciákat mozgat, amelyek a hagyományos tantárgyi órakeretben nem jelennek meg. A kulcskompetencia a problémamegoldás műszaki, mérnöki és informatikai eszközökkel. Nem az elméleti tudáson van a hangsúly, hiszen a jó programozói képességek nem elegendők a versenyhez. Az alkalmazott mérnöki gyakorlat legalább ugyanakkora szerepet kap. Mindez hordozza azt a motivációs erőt, ami világszerte népszerűvé teszi a versenyt. A kézzelfogható, gyakorlati megoldásból rögtön kiderül, hogy működik-e az elmélet. Ha nem, akkor a hibakeresésnek egy olyan szintje kerül előtérbe, ami a problémamegoldási kompetencia szignifikáns összetevője (nem véletlenül kap szerepet a PISA-tesztek esetén is a hibakeresés).

Az egyik pedagógiai haszna a versenynek a csapatmunka. Nem lehet a feladatot egy személyben megoldani, mivel túlságosan komplex. Szükség van a munkamegosztásra, a projekttervre, határidőkre, tesztekre. Egy jó csapat tagjai képesek egymással közösen, együtt dolgozni részfeladatokon, hogy ezekből összeálljon a kész munka.

Talán egy másik pedagógiai érv a verseny mellett, hogy a feladat komplexitása miatt sok tudományterület összekapcsolódik. A tanórákon szereplő, olykor egymástól függetlennek tűnő ismeretek nagyon hamar összekapcsolódnak, így egy globálisabb, átfogóbb rálátása lesz a csapatnak a projekthez tartozó területekről.

Hogyan készülnek a versenyre? 

A WRO™ világbajnoki döntőjére a Nemzeti Döntők győztes csapati juthatnak el. Így első állomásként a Magyar Nemzeti Döntőt kellett megnyerni (június elején). A feladatspecifikáció, témakiírás minden év elején (február körül) válik ismertté. Van tehát egy kb. négy hónapos felkészülési szakasz, amikor a tervezéstől indulva kell létrehozni a csapat megoldását. Ez nagyon hosszú folyamat, hiszen az első elképzelések után a szakirodalom tanulmányozása, információgyűjtés, konstrukciók megépítése következik és csak ezután, a tesztelés során jelentkeznek azok a hibák, amelyek javítása szükséges. Néha itt derül ki, hogy az elképzelés nem fog működni és újra kell kezdeni a munkát. A gyakorlati robotikában éppen ez a kihívás. A számítógép monitora előtt végzett programozáshoz képest a valós környezetben mozgó robotra a környezet is hat. Egy képernyőre írt alkalmazást, ha százszor elindítunk, akkor százszor ugyanúgy fog működni. Egy robotra írt elvileg helyes program esetén is viselkedhet a robot eltérően, hiszen az érzékelőit befolyásolja a környezet fénye, a felület súrlódása, az akkumulátorok töltöttségi szintje és még nagyon sok egyéb tényező. A hibajelenséget észlelve a feladat a korrekció, amit lehet a robot átépítésével (hardveresen) vagy a program módosításával (szoftveresen) megoldani. Ha egyik sem működik, akkor az eredeti koncepció átdolgozása marad. Mindezzel csak azt szerettem volna érzékeltetni, hogy az a négy hónap, ami a magyarországi fordulóig rendelkezésre áll nem olyan sok.

A döntő megnyerése után, figyelembe véve a zsűri tanácsait jelentősen átalakítottuk a kezdeti projektet. Az alapkoncepció maradt, de sokkal komolyabbak lettek a konstrukciók, általánosabbak a forráskódjaink. Mindezen a nyár folyamán dolgozott a csapat, miután szétosztottuk a feladatokat. Augusztus közepétől kezdve építettük össze az egyes részeket és finomítottuk a működést. (Megjegyzés: a csapat projektje egy globális városirányítási rendszert modellez, ahol az egyes alrendszerekben összesen 14 db programozható minikomputer kommunikál egymással. A város részét képezik az okos otthonok, amelyek automatikusan reagálnak a meteorológiai állomás érzékelői által mért környezeti értékekre, az energiaforrást nap és szélerőművek biztosítják. A város közlekedési rendszere önvezető autókra és automatikus forgalomirányító rendszerre épül. Az áruszállítást rajintelligencia elven működő önvezető kamionkonvojok oldják meg és az áru lerakása is automatikusan történik.)

A projekt konstrukciós és programozási részével párhuzamosan szeptember elejétől készültek az angol nyelvű prezentációs anyagok. Az Open kategóriában minden csapat kap egy 2 m x 2 m x 2 m-es területet, ahol bemutathatja a zsűrinek a munkáját. Ezért el kellett készítenünk kb. 12 négyzetméternyi angol nyelvű posztert, ami a kutatás hátterét mutatja be. Elkészült egy 46 oldalas angol nyelvű tanulmány, valamint egy 2 perces angol nyelvű videó film. Mindezt előzetesen el kellett küldeni a Costa Rica-i zsűrinek.

Mikor összeállt a projekt szakmai anyaga, akkor kerestünk olyan rendezvényeket, ahol a diákok bemutathatják a projektet és ezzel is készülhetnek a döntőn tartandó bemutatójukra. Így jártunk Zalaegerszegen és Egerben, illetve a Kutatók Éjszakája program keretein belül bemutattuk az érdeklődőknek magyarul és angolul is.

Természetesen párhuzamosan a felsorolt tevékenységekkel nagyon sok „apróság” merült még fel, például versenypóló, szponzorok keresése, logisztikai tervezés (nagyon sok a szállítandó felszerelés)… És persze a diákok jártak iskolába is, dolgozatokat írtak, tanultak (nem nagyon lehetett hiányozni).

Miért jelentkeztek a WRO™-ra?

Iskolánkban (Kecskeméti Bányai Júlia Gimnázium) 2008 óta foglalkozunk robotika oktatással, elsősorban szakköri keretek között. Egy tehetséggondozással foglalkozó gimnáziumban (még ha nem is ez a fő cél) a diákok körében mindig népszerűek voltak a versenyek. Robotika területen nyolc éve indulunk különböző csapatokkal hazai és nemzetközi versenyeken. 2015-ben a WRO™ magyarországi fordulóját megnyerve kijutottunk a Katarban megrendezett világbajnoki döntőre, ahol a csapat bejutott a legjobb 16 csapat közé és 15. helyezést ért el. Akkor ez volt a legjobb magyar teljesítmény robotika világversenyen. Ez egy olyan motivációs lökést adott az iskola diákjainak, hogy a WRO™ versenyekre négy csapattal is neveztünk az idén. Kettő országos második helyezést ért el a kategóriájában, egy pedig nyert.

Ezeken a versenyeken nemcsak az eredmény számít. Gyakorlatilag nincs díjazás, és az első helyezett csapat „visz mindent”, de a felkészülés során olyan közösség épül, amely később is összetartó csapatként működik más tudományterületek versenyein, vagy kutatási projektekben, életkortól függetlenül. Rengeteget tanulnak a diákok egymástól is és a felkészülés során a szakmai anyagokból. Megtanulják komplexen kezelni a problémákat. Elfogadják egymás véleményét. Kialakul egy közösség, amit a robotika tart össze.

Másrészt a szakköri foglalkozásoknak ad egy alapszituációt a versenyfeladat, amelyet lépésenként haladva oldanak meg. A tanár szerepe az irányítás és a szervezés. A hibák elemzése, és természetesen némi segítség.

Diákjaink 5. évfolyamos koruktól kezdve ismerkedhetnek a robotikával és gyakorlatilag egy félévnyi alapozó képzés után már elindulhatnak hazai szervezésű versenyeken. Ez további motivációt és kihívásokat nyújt számukra.

Mit várnak az idei versenytől? 

Jóslásokba nem szoktunk bocsátkozni az eredmények tekintetében. Az a rengeteg tapasztalat és tudás, amivel a munka során a csapattagok gazdagabbak lettek már megérte. Olyan természettudományos szemléletet kaptak, ami segíteni fogja őket a pályájukon, és megtanultak közben határidőre dolgozni (rengeteget).

Azt gondolom, hogy a projekt jó. Az eredmény azon múlik, hogy a rendelkezésre álló 10 percben mennyire sikerül a szakmai zsűrinek bemutatni a rendkívül komplex koncepciót és a működést. Az 55 ország legjobb csapatai között ott lenni, az országot képviselve már nagy eredmény. A diákok mindent megtettek a sikerért, nyugodtan utazunk ki Costa Ricába. Egy ilyen világversenynek a hangulatát nem lehet átadni azoknak, akik még nem voltak részesei mindennek. Itt csak olyan diákok és felnőttek lesznek, akik értik ezt, látják benne a jövő lehetőségét és elkötelezett hívei a műszaki oktatásnak és a tudománynak.