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ThinkPad Notebook se convierte en cerebro de robot

Junto con Internet de las cosas y la inteligencia artificial, la robótica está ayudando a transformar el mundo en que vivimos. Es fácil imaginar la exageración que rodea a eventos como ABU Robocon, donde representantes de universidades y academias de todo el mundo descubren qué robot puede completar la tarea en el tiempo asignado.



El equipo de mecatrónica de la Universidad de Kyoto ha logrado resultados especiales en esta área: ganó el campeonato de estudiantes japoneses en 2019 y alcanzó los cuartos de final de ABU Robocon. Vale la pena señalar que en el modelo creado por los estudiantes, la computadora portátil ThinkPad X1 Carbon se usa como el "cerebro", que analiza los datos recopilados mediante sensores. Conocimos a algunos miembros del círculo y discutimos su historia, participación en concursos y la experiencia de usar las computadoras portátiles ThinkPad.

¿Cómo apareció el círculo mecatrónico?


El círculo se organizó en 1995 para participar en los campeonatos de Robocon para estudiantes de Japón. Sin embargo, debido a la baja popularidad y al presupuesto limitado, los estudiantes visitaron solo tres competiciones: en 2001, 2003 y 2005. Luego llamaron la atención sobre otros torneos de robótica y lograron buenos resultados:

"Encontrar un taller equipado para tal pasatiempo no es tan fácil, por lo que el círculo se ha convertido en una plataforma que une a los interesados ​​en robots, circuitos, programación e ingeniería mecánica", dijo Ryohei Morita, un estudiante de la Universidad de Kyoto y uno de los miembros del círculo. - Nos estamos reuniendo en un solo lugar y mediante esfuerzos comunes encontramos fondos para financiamiento, pero de hecho, todos están ocupados con su propio proyecto. No siempre nos contamos en qué estamos trabajando. En total hay unos 40 participantes en el círculo, la mayoría de los cuales estudian en la Facultad de Ingeniería, pero hay excepciones, por ejemplo, farmacéuticos ".

"Nuestro club es solo una plataforma para personas interesadas en la robótica, y por eso fue capaz de alcanzar este nivel de autonomía", comenta el profesor Fumitoshi Matsuno.

El Sr. Matsuno es el jefe del Laboratorio de Mecatrónica en la Universidad de Kyoto, donde se están desarrollando dispositivos inteligentes en la intersección de la mecánica, la ingeniería eléctrica y los sistemas de control. También actúa como asesor del círculo, ayuda a garantizar la financiación para la participación en concursos y se ocupa de asuntos administrativos.

"¿Y si?.."


“Nos reunimos para ver la transmisión en vivo de Robocon 2018, y de repente quise participar. Expresé esta idea por diversión y de repente estalló en llamas, aunque no teníamos suficiente gente o dinero ", recuerda Morita.

Dado el presupuesto limitado, los estudiantes decidieron obtener el apoyo financiero de los ex miembros del club y gradualmente reunieron la columna vertebral del futuro equipo.

“Entre nosotros estaban aquellos que entienden tanto el hardware como el software. Cuando se anunciaron las reglas oficiales del torneo, pudimos reunir un equipo de 10 personas ”, dijo el joven.

La participación de los chicos en Robocon - 2019 comenzó con la frase aleatoria "¿Qué pasaría si ...?". Y aunque los estudiantes encontraron ciertas dificultades, pudieron crear un robot completo y ponerlo a la competencia. El tema del torneo fue designado como "Gran Uertu", inspirado en el sistema de correos ecuestres de Mongolia.

Los equipos usaron dos robots en lugar de caballos de correo. Tuvieron que atravesar todos los obstáculos y llevar el "herege" (pase) a la línea de meta lo más rápido posible. En el proceso, también tuvieron que lanzar un "paseo" (dados), y el robot no tenía derecho a completar la ruta hasta que se obtuviera el resultado deseado.


Los robots se mueven por el territorio evitando obstáculos (fuente: Ulan Bator, Mongolia, libro de reglas del torneo ABU Asia-Pacific Robot Contest, 2019).

Cerebro robot


“Nuestro robot emite radiación infrarroja en todas las direcciones y analiza las señales recibidas para calcular la distancia a los obstáculos más cercanos y rodearlos por su cuenta. Hubo otros robots con un sistema similar en el torneo, pero solo supusimos usar una computadora portátil como el "cerebro" del dispositivo ", dijo Kotaro Matsuoka, un estudiante de la Universidad de Kyoto y miembro del círculo. "Otros equipos utilizaron PC de pequeño tamaño, por ejemplo, Raspberry Pi, pero con una computadora portátil tienes una pantalla completa y un teclado que ayudan sobre la marcha a resolver cualquier problema que surja".

Ni siquiera puedo creerlo


En comparación con otros equipos, el equipo de mecatrónica de la Universidad de Kyoto parecía más débil. Y durante las rondas de clasificación, y en las etapas del torneo en sí, era obvio que los eventos no se desarrollaron en absoluto a medida que se presentaron.

"En las carreras de prueba, algunos equipos mostraron resultados que pasaron por alto los nuestros durante 30 segundos o más, y sus robots fueron sin duda mejores", señala Matsuoka. - Primero, aguantamos el hecho de que no tuvimos suerte. Pero al final, cada equipo reveló sus propios problemas, y fuimos nosotros quienes logramos ganar ”.


El equipo del club de mecatrónica de la Universidad de Kyoto, los ganadores del torneo de estudiantes japoneses de 2019 Robocon.

Hora de actualizar


Después de ganar el torneo de 2019, el equipo comenzó a prepararse para las competiciones de ABU Robocon y se enfrentó a un grave problema: la insuficiente potencia informática del sistema. Para sortear los obstáculos de manera oportuna, deben ser "vistos" en tiempo real, y este proceso requiere una enorme cantidad de cálculo. Por lo tanto, los chicos tuvieron que despedirse de su vieja computadora portátil ThinkPad y adoptar la moderna ThinkPad X1 Carbon.

"Tan pronto como reemplazamos la computadora portátil, todos los problemas de software desaparecieron instantáneamente", dijo Yuki Takezawa, un miembro del círculo, con una sonrisa. - En cuanto al hardware, logramos mejorar el resultado en aproximadamente 35 segundos. Esto permitió pasar las rondas de clasificación, pero no las finales. Sin embargo, a las competencias asistieron muchos más robots tecnológicos, así que estoy satisfecho con los resultados ".


El robot "ve" su entorno utilizando sensores que evalúan la ubicación y la distancia a los obstáculos en función de los rayos infrarrojos reflejados.

Los chicos tomaron el octavo lugar entre los 17 equipos participantes y recibieron un premio al mejor diseño. “En este torneo, los robots tuvieron que levantar y tirar los dados. Los jueces quedaron impresionados de que nuestro robot fuera el único que realizó ambas acciones utilizando el mismo mecanismo ”, señala Matsuoka.


La solución original, utilizando el mismo mecanismo para agarrar y lanzar "caminar", ayudó al equipo a obtener un premio por el mejor diseño del robot.

"Elegimos el ThinkPad X1 Carbon por muchas razones, pero lo principal fue la compatibilidad con Intel Core de octava generación, un procesador moderno capaz de procesar grandes cantidades de datos con gran velocidad", explica Takezawa. "Después de una serie de experimentos con una computadora portátil relativamente nueva tomada de uno de los participantes, evaluamos los resultados y nos dimos cuenta de la importancia de este criterio".

Matsuoka señaló que la computadora portátil debe ser capaz de resistir vibraciones, sacudidas y golpes de colisiones, a las que está expuesta durante el movimiento del robot, por lo que la fuerza y ​​la confiabilidad fueron otro factor importante. Además, el ThinkPad X1 Carbon destaca por su diseño ligero y clásico de caja rectangular y un buen margen de autonomía; todo esto simplifica el proceso de instalación y su uso posterior en la construcción del robot. Una gran cantidad de puertos ayuda a mejorar el rendimiento del sistema al conectar dispositivos y sensores adicionales.


La computadora portátil Lenovo, montada en una de las superficies del robot, ayuda a procesar los datos del sensor justo en el proceso de movimiento.

“En resumen, todo salió exactamente como esperaba. Todavía tenemos un margen de poder impresionante y tuvimos oportunidades adicionales gracias al software. Por si acaso, llevamos otra PC con nosotros, pero simplemente no la necesitábamos, porque el ThinkPad X1 Carbon manejó las cargas y pasó todas las pruebas ”, resume Matsumoto.

En Lenovo creemos en un proceso de "transformación inteligente" que ayuda a conectar el presente con el futuro y sus tecnologías avanzadas. Los robots creados en el grupo de mecatrónica de la Universidad de Kyoto son un gran ejemplo, porque se crean utilizando soluciones tecnológicas modernas, pero bastante tradicionales.

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