ROBOOTIKA 5-05
Mehhatroonika kui valdkond on traditsiooniliste aladega võrreldes suhteliselt
uus. Seda uuem on mehhatroonika erialana ülikoolis ja mitte ainult Eestis,
vaid ka arenenud tööstusriikides. Samas on viimasel kümnendil kasvava trendina
erinevates haridusasutustes avatud mehhatroonika õppekavasid või viidud
olemasolevatesse õpekavadesse sisse interdistsiplinaarset lähenemist.
Mehhatroonikat tavatsetakse seletada kui elektroonika, mehaanika ja arvutiteaduste
sünergiat, mis peaks nende kolme põhikomponendi sidumisel tekitama uue
väärtuse. Aga kuidas tulla toime sellise mahuka valdkonna õpetamisega tingimustes,
kus ainemahtusid vähendatakse ja iseseisva töö hulka suurendatakse?
Üheks populaarsemaks mehhatroonika õpetamise viisiks on Eestis viimasel
ajal muutunud nn robotiehitamise projekt. Iseenesest ei ole selles midagi
uut, robotivõistlusi on korraldatud maailmas juba vähemalt 20 aastat ja
igal aastal toimub ka hulk rahvusvahelisi võistlusi.
Mille poolest erineb siis robotiehitamise projekt, mis TTÜ mehhatroonikainstituudis
on tuntud ainena Mehhatroonika projekt, teistest ainetest? Olulised
märksõnad, mis robotiehitamist iseloomustavad, on kindlasti atraktiivsus
ja uudsus. Kasutades ära neid omadusi ja lisades projektile võistlusmomendi
koos suure ja tähtsa lõppvõistlusega on tulemuseks tudengite väga suur
pühendumus ja iseseisva töö hulk, mis tihti tipneb võistluseelsete ööde
laboris veetmisega. Ülikooli aineprojektides ei ole just tavaline, et ettenähtud
iseseisva töö hulk ületatakse vabatahtlikult ja mitmekordselt.
Vaadates mehhatroonikat eriala õpetamise seisukohalt, on robotiehitamisel
täita oma kindel osa. Esmapilgul tundub kogu tegevus küll mängimisena (kus
ettevõttes sa ikka sumorobotit pead ehitama!), kuid väike robot on üks
ideaalsemaid mehhatroonikasüsteeme, kus kõik võtme- valdkonnad, nagu elektroonika,
mehaanika ja IT, on suhteliselt võrdselt esindatud ja mehhat- roonika olulised
tugivaldkonnad, nagu grupitöö, projektijuhtimine, suhtlus ja esinemisoskused,
tuleb reaalselt läbi teha. Robotivõistluse oluline funktsioon on konkreetne
ja lõplik projekti tähtaeg, mida ei ole võimalik edasi lükata. See paneb
tudengid tõsiselt proovile ja näitab neile reaalselt, mida tähendab projekti
õigeaegne lõpetamine. Tüüpiline äratundmine on see, et hästi toimivast
lahendusest jäi täpselt üks päev puudu. Esinemine ja oma töö demonstreerimine
suure auditooriumi ning ajakirjanike ees on omaette väljakutse ja keegi
ei taha seal häbisse jääda.
Mehhatroonikainstituudi robotiehitamise projektide kogemust konkreetsemalt
vaadates võib vist väita, et oleme olnud esimesed, kes hakkas aastal 2001
sihipäraselt tegelema robotiehitamise kursusega ja perioodiliselt korraldama
ka robotivõistlusi. Esimese aasta robotid olid küllalt robustsed, aga nii
mõnigi neist kasutas originaalseid lahendusi ja üllatas korraldajaid loomingulise
lähenemisega probleemile. Avalik võistlus võeti üle ootuste soojalt vastu
ja publikumenu oli suur. Oluliseks suunaks meie kursustel on olnud lahenduste
mitmekesisus ja loominguvabadus, kuid samas oleme piiranud valmissüsteemide
ja konstruktortüüpi poolvalmis komplektide kasutamist, sest kursus ei tohi
kaotada oma algset eesmärki õpetada mehhatroonikasüsteemide konstrueerimist
ega taanduda ainult ühele kindlale valdkonnale.
Piiranguid sai lisatud ka järgmisel semestril, aastal 2002, mis osaliselt
küll piiras loomingu- vabadust, kuid teisalt viis projekti lähemale reaalsele
elule, kus tootearendusprojektidel on üldjuhul kindlad eelarved ja algtingimused.
Tingimusteks olid lisaks roboti enda funktsionaalsusele ka massi, gabariidi
ja eelarvepiirang. Teine oluline uuendus oli koostöö KTHga Stockholmist,
kellega ühtlustasime reeglid, ajakava ja lõppvõistluse.
2004. aasta SUMO võistlus
Lisaväärtuseks tudengitele oli võistlus Rootsis, kuid samas pani see neile
suurema vastutusekoorma ja kohustuse esitleda oma tööd inglise keeles Rootsi
auditooriumile. Alates sellest hetkest on koostöö KTH MIP-kursusega muutunud
traditsiooniks ja lisandunud on koostöö Soome robotiehitajatega. Kuna robotiehitus
oli selleks hetkeks ka Eestis piisavat kõlapinda leidnud, hakkasid toimuma
nn Robotexid, mis olid organiseeritud juba Eesti aktiivsemate robotihuviliste
TTÜ, TÜ ja IT Kolledi koostööna. Sellest alates on üritus muutunud üha
populaarsemaks ja lisandunud on palju uusi tegijaid. Robotex on hakanud
elama oma elu, kus ülesanne ja ajakava sünnivad väga erinevate osapoolte
kompromissina.
Mehhatroonikainstituut lähtub jätkuvalt mehhatroonika kui eriala õpetamisest,
samuti loovusest ja valikuvabadusest. Tudengitel lastakse valida erinevate
ülesannete vahel, millest üks on reeglina Robotexi ülesanne. Keeruliseks
teeb tudengitele lõppvõistlusel konkureerimise asjaolu, et nendel on roboti
ehitamiseks aega maksimaalselt kolm kuud ja kindel piiratud eelarve, sel
ajal kui konkurendid on ehitanud võistlusrobotit võib-olla terve aasta
oluliselt suurema eelarvega. Samas paneb see tudengid rohkem proovile
ja tööd tuleb teha seda intensiivsemalt.
Oluline verstapost meie kursusel oli eelmise aasta lõppvõistlus Rootsis,
kus esimest korda Eesti ajaloos võideti rahvusvaheline võistlus väljaspool
Eestit. Võitjaks oli mehhatroonikainstituudi meeskond robotiga Roosa Jänes.
Üritust kajastas ka Põhjamaade tehnikaajaleht Elektronik i Norden 5/2005,
kus oli juttu võitjatest ning ilmus ka nende pilt.
Mis saab robotiehitamise vallas edasi? Selge on see, et ala muutub järjest
populaarsemaks, aga samas kaotab ka vaikselt oma uudsust. Seoses uute õppekavade
järgi õppivate tudengite jõudmisega neljandale kursusele on järgmine aasta
mehhatroonika eriala tudengeid oluliselt rohkem. See annab meile uusi võimalusi
ja võimaldab käivitada huvitavaid projekte. Kindlasti jätkub koostöö Rootsi
ja Soomega ning loodetavasti laieneb see ka mujale Euroopasse. Plaanis
on uusi ja huvitavaid robotiprojekte, mis oleksid juba reaalsed robotid
tööstuses ja muudes eluvaldkondades.
Robotiehitamise kursuse ülesannete, tegijate ja tulemustega saab tutvuda
TTÜ mehhatroonikainstituudi lehel: http://www.ttu.ee/mh/robot/
Raivo Sell
Tallinna Tehnikaülikooli mehhatroonikainstituudi teadur, M.Sc.