Kikao cha Uwanja cha CS

CG_GUI_19

Muktadha

Wakati wa Majira ya joto ya 2020, nilichukua CSCI370 au “Uhandisi wa Programu wa Juu” kama sehemu ya programu yangu ya shahada ya Sayansi ya Kompyuta katika Colorado School of Mines. CSCI370 ni kozi ambayo inawaifanya wanafunzi kubuni, kutekeleza, na kuandika nyaraka suluhisho zinazohusiana na programu kwa kampuni. Inawawezesha wanafunzi kutumia maarifa yao ya masomo kwa matatizo ya ulimwengu halisi ya sayansi ya kompyuta. Unaweza kujifunza zaidi kuhusu kozi hiyo hapa.

Katika kozi, unapata kuamua ni mradi/ kampuni gani utakayofanyia kazi. Kozi ilitoa PDF zinazoelezea kila mradi na kampuni. Mwishowe niliamua kufanya kazi kwenye mradi uliowekwa na kampuni iitwayo Lunar Outpost uitwao Ugunduzi wa Kuteleza kwa Gurudumu kwa Wakati Halisi na Marekebisho ya Makosa kwa Uabiri Bora wa Mwezi. Kwa kuwa jina ni refu, hebu tumpe mradi jina la kifupi “Ugunduzi wa Kuteleza kwa Gurudumu”.

Tatizo

Lunar Outpost ni kampuni changa inayojaribu kuunda rovers wa mwezi wanaojitegemea. Kwenye mwezi, kuna vumbi nyingi za mwezi zinazojulikana kusababisha kuteleza kwa gurudumu. Hii si nzuri kwa sababu kuteleza kwa gurudumu kunaweza kusababisha mifumo ya kiotomatiki kupoteza ufuatiliaji wa nafasi yao halisi duniani. Duniani, hili linatatuliwa kwa kutumia data ya GPS kurekebisha katika kesi za pembezoni zilizosababishwa na kuteleza kwa gurudumu. Lakini tatizo la GPS ni kwamba inaendeshwa tu kwa kuwa ziada ya 30 satelaiti za urambazaji zikiendelea kuzunguka Dunia kwenye mfululizo na kutuma ishara za kipekee zinazomruhusu kompyuta kuhesabu nafasi yao. Lakini kwenye mwezi, kwa sasa hakuna kitu kama GPS. Kwa kujua hili, njia nyingine tofauti na GPS lazima itumike kugundua kuteleza kwa gurudumu. Ripoti ya kina ya tatizo la mradi inaweza kuonekana hapa.

Wajumbe wa Timu

Mradi huu haukuwa mradi rahisi, hivyo ulikuwa lazima ufanywe kwa timu. Timu ilikuwa na wanafunzi wanne wa Colorado School of Mines:

  • Mehmet Yilmaz
  • Kane Bruce
  • Braedon O’Callaghan
  • Liam Dempsey
  • Kevin Grant

Mradi ulituhitaji tujue kidogo ROS, C++, Python, Linux, Raspberry Pi, na Arduino. Wengi wetu tulikuwa na uzoefu katika mojawapo ya teknolojia hizi au zaidi lakini mimi nilikuwa peke yangu niliye na uzoefu wa ROS kwa kuwa nilitumia ROS katika darasa langu la Human Centered Robotics (CSC470) wakati wa muhula wa Spring 2020. Kutokana na hili, mwanzoni, nilisaidia kuwafanya wote wapate uelewa wa ROS na jinsi ya kuendeleza kwa ajili yake.

Changamoto

Katika mradi huu kulikuwa na changamoto nyingi. Lakini changamoto kubwa tuliyokabiliana nayo ilikuwa kutokuwa na ufikiaji wa roboti halisi kwa ajili ya upimaji. Hii ilikuwa kutokana na COVID kufanya kila kitu kuwa kwa mbali na kutuzuia kufanya kazi katika maabara/majengo ya Lunar Outpost. Kutokana na hili, tulilazimika kutumia uigaji wa tarakimu (simulations).

Pia, tulipitia baadhi ya utafiti wa kitaaluma kutoka Maabara ya Navigation ya WVU kupata wazo la jinsi tatizo la Kuteleza kwa Gurudumu lingeweza kutatuliwa kwa matumizi ya Lunar Outpost. Kwa sisi, kama wanafunzi wa mwaka wa pili na wa tatu wa shahada, hili lilikuwa ngumu zaidi kuliko tulivyotarajia.

Changamoto nyingine tuliyokumbana nayo ilikuwa kiasi cha muda tulichokuwa nacho kufanya kazi kwenye mradi huu. CSCI370 ni kozi ya mwezi mmoja. Lakini tatizo lenyewe ni tatizo kubwa ambalo kampuni nyingi na watafiti wamekuwa wakijaribu kutatua/kukamilisha kwa miongo. Hivyo mwezi mmoja ni mbali na kuwa muda wa kutosha kutatua suala hili. Lakini, licha ya changamoto hizi zote tulisonga mbele na kuhakikisha tunatimiza.

Hitimisho

Katika chapisho hili, ningependa kutoa ufafanuzi zaidi wa suluhisho zetu. Pia kutoa hitimisho sahihi kinachoelezea tulichogundua na matokeo ya mwisho. Lakini kwa masikitiko, mimi na wenzangu wote tulisaini Makubaliano ya Usifichu (Non-Disclosure Agreement, NDA) ambayo inatuzuia kushiriki chochote cha siri kuhusu mradi huu. Taarifa zote nilizotoa hapo juu ni za umma na zinaweza kupatikana kwenye mtandao.

Wakati wa mradi huu, tulijifunza sana jinsi ya kutumia ROS na kuunda uigaji kwa kutumia ROS na Gazebo. Pia tulipata uelewa bora katika uwanja wa utafiti wa ugunduzi wa kuteleza kwa gurudumu. Tulikuwa pia na heshima ya kukutana na baadhi ya wanasayansi/watafiti kutoka Maabara ya Navigation ya WVU.

Nikijua haya yote, lazima niseme kuwa mradi huu ulikuwa nafasi kwangu kuchukua nafasi ya uongozi katika timu, kutumikia kama mwalimu kusaidia wenzangu kuelewa vizuri ROS, na kunipa uzoefu zaidi katika ROS, Gazebo, na Python. Pia ulinionea na suala la kuteleza kwa gurudumu, tatizo ambalo sikuwa nalo ufahamu hadi nilipoanza kufanya kazi kwenye mradi huu. Kwa ujumla, ninashukuru Lunar Outpost kwa kuchukua muda kutoka kwenye ratiba yao ya shughuli, hasa wakati wa COVID, kuturuhusu kufanya kazi kwenye mradi huu. Pia ninashukuru kuwa na wenzangu wa timu waliotumika sana katika mradi huu.