Závod robotů: Předmět IPZ nezapomíná na praxi

Úterý 5. května po obědě, FIT VUT, chodba ve třetím patře budovy L. Člověk si na chvíli mohl připadat jako na závodech RC modelů. Přitom šlo praktickou součást výuky předmětu IPZ (Periferní zařízení). Jeho garantkou je dr. Marcela Zachariášová. Předmět bakalářského studia se zaměřuje na principy konstrukce, řízení a komunikace moderních periferních zařízení s počítačem, včetně praktické práce s jejich rozhraními na robotickém zařízení. Studenti se seznamují s rozhraními a jejich specifikacemi, což jsou užitečné znalosti nejen pro tvorbu vestavěných zařízení z existujících součástek, ale také při vývoji hardwaru, kde je znalost těchto rozhraní velmi cenná. Samotný závod robotů, který několik desítek minut probíhal formou vyřazovacích kol, měl co nejlépe propojit teorii s praktickými experimenty – nešlo jen o zpestření náročného studia. Vysvětlovat teoreticky během 12 přednášek různé typy rozhraní a periferií bez možnosti jejich zapojení a vyzkoušení ostatně nedává úplně smysl. „Proto jsme s kolegou Michalem Bidlem od začátku plánovali až osm laboratorních cvičení. Studenti pracují se stejnou platformou, ‚robotem‘, průběžně připojují různé senzory k zařízení Raspberry Pi 4, a tímto způsobem postupně budují cílovou aplikaci,“ komentuje záměr závodu robotů doktorka Zachariášová.

IPZ je předmět výrazně praktický. Tím, že studenti a studentky neměli pevně dané zadání, vznikl prostor pro jejich kreativitu. Všichni připojovali stejné senzory, ale centrální aplikace mohla být úplně jiná. Zachariášová upozorňuje na to, že se studující musejí při postupném vylepšování svých platforem potýkat s řadou výzev. Častým problémem je vyhledávání vhodného návodu, datového listu, dále sama aktuálnost knihoven a jejich vhodná kombinace v programovacím prostředí. Studenti se tak učí mimo jiné samostatně vyhledávat relevantní zdroje. „A jak to už v hardwaru bývá, součástky se kazí nebo software nefunguje podle představ. Překvapilo mě, nakolik dobře si s tím poradili a navzájem si pomáhali,“ komentuje výsledné roboty Zachariášová.

Závod poprvé, inovace druhý rok

Předmět Periferní zařízení prošel nedávno výraznou inovací a v nové podobě byl poprvé otevřen minulý akademický rok. Součástí proměny bylo i zadání dvou bakalářských prací za účelem rozšíření výuky: Jedna na téma USB (Jakub Polák); druhá pak na technologie bezdrátové identifikace RFID a bluetooth – tu si vzal na starosti Lukáš Houzar. Závod robotů byl pak právě výsledkem Houzarovy bakalářky. „Musím říct, že výstupy obou prací jsou velmi povedené. A vyvrcholení v podobě soutěže se nám zdálo jako dobrý nápad,“ hodnotí projekty obou Zachariášová. 

Samotný Lukáš Houzar závody samozřejmě nemohl vynechat: „Realizace mé bakalářky spočívala ve vytvoření výukové platformy, mobilního robota, který v sobě kombinuje komunikaci přes Wi-Fi, Bluetooth a čtení RFID čipů. Závod testuje, zda celý systém dokáže spolehlivě fungovat v dynamickém herním scénáři.“ Během aktivity byla ověřována stabilita systému v zátěži a komunikace mezi roboty. „Překvapilo mě, jak dobře a plynule celý ekosystém v reálném provozu fungoval,“ hodnotí výsledek Lukáš. Jediným drobným zádrhelem, jak upozorňuje, byl občasný výpadek Wi-Fi sítě v laboratoři, což ale nesouviselo se samotnou konstrukcí robotů, nýbrž s Wi-Fi infrastrukturou obecně. „Po lidské stránce mě nadchlo, jak velký vliv měla gamifikace, tedy proměna běžného technického cvičení v interaktivní herní scénář. Všechny to motivovalo k aktivnímu řešení problémů,“ shrnuje svou zkušenost s praktickým vyústěním bakalářské práce a předmětu IPZ vůbec Houzar. Je přesvědčen, že se výsledný systém může stát stabilním a dále rozšiřitelným základem pro výuku předmětu: „Cílem je poskytnout studentům prostředí, kde se jejich kód rovnou střetává s nedokonalostmi reálného světa a fyzikálními limity hardwaru.“

Závody robotů, které minulé úterý zaplnily třetí patro jedné z budov Fakulty informačních technologií, nebyly jednorázovým „happeningem“. Marcela Zachariášová chce nadále svůj inovovaný předmět posouvat co nejvíce do praxe. „Velmi bych si přála, aby nadšení studentů pro hardware rostlo, vždyť je to krásný obor. Doufám, že po absolvování tohoto předmětu a soutěže v nich zůstane nadšení pro hardwarové ‚kutilství‘ a chuť dále experimentovat a tvořit,“ uzavírá svůj pohled na smysl jednoho z kurzů naší fakulty.