Studenci automatyki i robotyki w ramach zajęć z mechatroniki sterują manipulatorem, mapują pomieszczenie i za pomocą algorytmów przetwarzania obrazów wykrywają wady w różnych przedmiotach. I choć zajęcia odbywają się w Laboratorium Mechatroniki i Robotyki, oni swoje zadania wykonują, nie ruszając się z domów, sprzed monitorów komputerów.

Zajęcia są częścią programu studiów magisterskich pierwszego roku automatyki i robotyki na Wydziale Mechanicznym. Do tej pory studenci raz w tygodniu uczyli się obsługi specjalistycznych urządzeń i programowania w różnych językach, korzystając ze stanowisk dydaktycznych dostępnych dla nich w Laboratorium Mechatroniki i Robotyki. Decyzja uczelni, by w związku ze wzrostem zakażeń na koronawirusa, przejść na nauczanie zdalne, sprawiła, że wykonywanie zadań na miejscu stało się niemożliwe. Prowadzący zajęcia – Artur Muraszkowski i Przemysław Sperzyński z Katedry Podstaw Konstrukcji Maszyn i Układów Mechatronicznych znaleźli jednak wyjście z sytuacji. Podłączyli stanowiska dydaktyczne do komputerów i odpowiednio je skonfigurowali, umożliwiając studentom zdalne sterowanie urządzeniami.

- Trzyosobowa grupa studentów łączy się z konkretnym komputerem ze swoich domów i ma dostęp do zdalnego pulpitu. Dzięki temu mogą uruchomić na komputerze stojącym w naszym laboratorium każdy program i obsługiwać dane stanowisko. Do komputera podłączona jest także kamera, dzięki czemu mogą obserwować w czasie rzeczywistym efekty swoich działań. Wszystko toczy się z wykorzystaniem MS Teams, czyli programu używanego także na wszystkich innych zajęciach na uczelni. Nie wymagamy więc od studentów instalowania dodatkowego oprogramowania – opowiada Artur Muraszkowski.

W normalnych warunkach studenci wykonują konkretne zadania na pięciu stanowiskach dydaktycznych. Na razie prowadzącym udało się przygotować do zajęć zdalnych trzy z nich.

- Do pozostałych zabrakło nam już sprzętu. Staramy się o finansowanie zakupu nowego, ale być może w tym semestrze już się nie uda. Te trzy stanowiska zostały wybrane wspólnie z dr. inż. Jarosławem Szrekiem, kierownikiem laboratorium, który pilnuje, aby studenci mieli dostęp do najnowszych technologii, wykorzystywanych w laboratorium w ramach aktualnie prowadzonych prac badawczych. Są one dobrane tak, żeby studenci mogli zdobyć konkretne umiejętności, mimo że nie mogą uczestniczyć w zajęciach na miejscu – dodaje Muraszkowski.

Zespołowo, choć osobno

Te trzy stanowiska to: manipulator, stanowisko ze skanerem do mapowania przestrzeni i stanowisko z kamerą i oprogramowaniem do przetwarzania obrazów, które pozwala wykrywać wady lub uszkodzenia w różnych przedmiotach. Do tego ostatniego prowadzący dołączają teraz także układ stereowizyjny, przy pomocy którego uczestnicy zajęć będą wykonywać i analizować obrazy RGB-D, czyli będą „uczyć” komputer widzenia głębi.

- Zajęcia z mechatroniki w tym semestrze ma około 50 osób w czterech grupach zajęciowych. Każdą z tych grup dzielimy na mniejsze, trzyosobowe zespoły, które realizują konkretne zadanie na jednym stanowisku – opowiada Przemysław Sperzyński. – Dla przykładu: zespół pracujący na stanowisku z manipulatorem musi najpierw nauczyć się komunikacji z serwami robotycznymi zainstalowanymi w manipulatorze, żeby móc nimi sterować. Potem konieczne jest opracowanie kinematyki prostej i odwrotnej, czyli przygotowanie modelu matematycznego i w końcu napisanie skryptu, który pozwoli na realizację konkretnego działania np. chwycenia przez manipulator danego przedmiotu, przeniesienia go na określoną odległość i upuszczenia albo odłożenia.

Studenci dzielą między siebie te zadania i pracują zespołowo, przejmując po kolei kontrolę nad stanowiskiem w laboratorium.
Prowadzący podkreślają, że zdecydowali się na taki sposób realizacji zajęć, by studenci mieli szansę nauczyć się na nich jak najwięcej.

– Wiemy, że zajęcia laboratoryjne przybierają teraz różne formy, na niektórych studenci zdobywają wiedzę, czytając przygotowane dla nich materiały albo oglądając nagrania. My uznaliśmy, że taka forma sprawdzi się najlepiej, choć dla nas oznacza zdecydowanie więcej pracy – opowiada Muraszkowski. – W czasie zajęć co kilka minut przełączamy się na komunikację z inną grupą, bo jednoczesna z wszystkimi uczestnikami na trzech komputerach była niemożliwa. Słyszeliśmy tylko jeden wielki pisk. Do tego w przypadku np. stanowiska ze skanowaniem przestrzeni konieczna jest nasza pomoc, bo skaner jest stacjonarny, więc kiedy studenci powinni mapować, ustawiając skaner w różnych miejscach, to my przenosimy urządzenie. Zdarza się też, że sieć internetowa przestaje działać i kiedy na nowo się z nią połączymy, trzeba od początku wprowadzać wszystkie ustawienia, co zajmuje trochę czasu. Ale mimo takich trudności wydaje nam się, że to rozwiązanie działa i studenci sporo zyskują, mogąc faktycznie programować i sterować, jednocześnie obserwując wyniki swoich działań.

Zajęcia na Politechnice Wrocławskiej odbywają się w trybie zdalnym od 16 października. Zgodnie z decyzją rektora będzie tak do końca semestru zimowego. Szczegóły tutaj.

Lucyna Róg