SKAR in Japan 2023 | Politechnika Gdańska

Była to już druga edycja wymiany naukowej. Odbyła się ona w dniach 1 lipca – 6 sierpnia 2023 roku. Wyjazd był współfinansowany przez rektora PG, dziekana WETI, Samorząd Studentów PG oraz macierzyste katedry studentów. Po przyjeździe na Kansai University studenci zostali przydzieleni do laboratoriów skupiających się na różnych zagadnieniach robotyki i automatyki.

Laboratorium KIS, prof. Tokumaru Masataka

Laboratorium KIS (Kansei Information Systems) zajmuje się implementacją filozofii Kansei (jap. uczucie) we współczesnej robotyce. Zakłada ona tworzenie robotów mogących symulować ludzkie uczucia i zachowania w celu poprawy ich interakcji z ludźmi. Przykładowe projekty realizowane w laboratorium to m.in.:

• roboty wspomagające naukę języków z implementacją rzeczywistych zachowań ludzi (gestykulacja, mimika, reakcja na zachowanie człowieka);
• projektowanie produktów na podstawie indywidualnych preferencji klienta; dobór zdrowej diety na podstawie preferencji smakowych użytkownika.

Studenci z Politechniki Gdańskiej zostali przydzieleni do zadań wykonywanych również przez zespół japońskich studentów. We współpracy z nimi budowali aplikacje korzystające z interaktywnych algorytmów genetycznych. Pozwalają one na wykorzystanie preferencji użytkownika przy takich zadaniach jak nauka języków, sprzedaż ubrań czy projektowanie wnętrz. Uczestnicy wymiany pomagali również japońskim studentom w ich projektach semestralnych. Pierwszym z nich był autonomiczny robot, bazujący na platformie Turtlebot, mający na celu identyfikację i sortowanie śmieci znajdujących się w pomieszczeniu. Dzięki wykorzystaniu środowiska ROS mógł on mapować teren i dynamicznie wykrywać przeszkody. Drugi projekt miał charakter programistyczny oraz wykorzystywał technologię VR wraz z kompatybilnym z nią sprzętem, takim jak gogle i bieżnia. Jego celem było praktyczne zastosowanie interaktywnych algorytmów genetycznych, generujących obiekty wzdłuż trasy, którą użytkownik miał za zadanie przejść. Po każdym pokonaniu trasy cechy obiektów oraz ich rozmieszczenie były coraz bardziej zbliżone do preferencji użytkownika. Studenci co tydzień prezentowali wyniki swojej pracy na forum laboratorium KIS.

Laboratorium uczenia maszynowego, prof. Jun Takarada

Laboratorium, w którym pracowało dwóch kolejnych studentów WETI, miało na celu rozwinięcie kompetencji dotyczących metod uczenia maszynowego (machine learning) i ich zastosowań w robotyce. Pierwszy realizowany projekt, będący wprowadzeniem w ideę metod uczenia maszynowego, polegał na zebraniu, analizie oraz klasyfikacji danych biometrycznych zapisywanych przy pomocy zegarka je monitorującego. Dane te były ręcznie etykietowane według aktualnie wykonywanej czynności, a następnie wykorzystywane do trenowania klasyfikatorów. Ich działanie podlegało ocenie, na podstawie której wybierany był klasyfikator zapewniający najwyższe prawdopodobieństwo prawidłowego rozpoznania czynności. Kolejne projekty dotyczyły zastosowania algorytmów uczenia maszynowego w systemach wizyjnych. W celu wprowadzenia w tę dziedzinę rozpoczęto pracę od prostego algorytmu rozpoznającego pozycję kciuka na obrazie pochodzącym z kamery. Następnie studenci wykonywali bardziej złożone zadania, takie jak detekcja fragmentów twarzy człowieka, zastosowanie algorytmów usuwania tła oraz szkolenie sieci neuronowej wykrywającej, czy osoby znajdujące się na zdjęciu mają założone maseczki. Prace w laboratorium zostały zakończone projektem realizowanym na platformie JetBot. Projekt zakładał realizację algorytmu pozwalającego na wykrywanie ludzi za pomocą kamery umieszczonej na mobilnej platformie robota. Robot miał następnie śledzić człowieka, utrzymując go w centrum rejestrowanego obrazu. Wszystkie projekty z powodzeniem zrealizowano. Zwieńczeniem pobytu była prezentacja wyników badań pozostałym zespołom pracującym w laboratorium.

Laboratorium bezprzewodowych systemów ostrzegawczych, prof. Tomotaka Wada

W laboratorium bezprzewodowych systemów ostrzegawczych prowadzone są badania mające na celu zwiększenie bezpieczeństwa publicznego. Projekty realizowane przez japońskich studentów to m.in.:

• V-PCASS (Vehicle – Pedestrian Collision Avoidance Support System) – system ostrzegania kierowcy przed potencjalną kolizją z pieszym na podstawie odległości pieszego od pojazdu;
• ERESS (Emergency Rescue Evacuation Support System) – system monitorujący ruch wielu urządzeń mobilnych w budynku; jeśli ruch ten jest nienaturalny, zostaje wysłane ostrzeżenie o zagrożeniu, takim jak pożar czy atak terrorystyczny.

Jeden ze studentów WETI pracował nad systemem wczesnego wykrywania zagrożenia kolizją pojazdu z pieszym. Komputer umieszczony w pojeździe łączył się z urządzeniem pieszego, wyposażonym w akcelerometr oraz odbiornik GPS. Na podstawie informacji takich jak prędkość, kierunek poruszania się i położenie pojazdu oraz pieszego, obliczane były obszary ostrzegawcze dla obu uczestników ruchu. Jeśli obszary te nachodziły na siebie, kierowca otrzymywał ostrzeżenie o potencjalnej kolizji z pieszym. Studentowi udało się opracować system wykrywający potencjalne zagrożenie około 2 sekundy przed pojawieniem się pieszego w polu widzenia kierowcy. Na koniec student zaprezentował efekty swojej pracy przed zespołem laboratorium.

Kultura Japonii

W przerwach między zajęciami na uczelni studenci brali udział w wycieczkach organizowanych przez swoich japońskich kolegów. Poznali najważniejsze zwyczaje regionu Kansai oraz odwiedzili największe ośrodki kultury, takie jak Osaka, Kobe, Kioto i Nara. Japońskim rówieśnikom zaprezentowano również polskie, „egzotyczne” tradycje i zwyczaje. Wyjazd pozwolił na poszerzenie wiedzy studentów WETI w aspekcie technicznym oraz kulturowym. W lutym 2024 roku oczekiwana jest wizyta na WETI trojga studentów z Japonii, którzy wezmą udział w projektach grupowych i badawczych wraz ze swoimi polskimi kolegami. W planach władz koła jest, aby takie wymiany stały się coroczną tradycją na wydziale. Więcej informacji na temat wymiany studenckiej z uniwersytetem w Osace można usłyszeć w warsztacie w sali EA551 w budynku A Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki. W wymianie wzięli udział studenci WETI: Damian Kąkol, Piotr Szabowski, Paweł Makarewicz, Błażej Jankowski i Jan Górski.

Damian Kąkol s184890@student.pg.edu.pl
Piotr Szabowski, Paweł Makarewicz, Błażej Jankowski, Jan Górski