Fra støvsugersensor til månerobot

– Vi startet ganske sent med bacheloroppgaven vår, og fant ikke et aktuelt prosjekt. Så snakket vi med førsteamanuensis Artur Zolich, og da tipset han oss om en konkurranse vi kunne være med på, forteller Truls Eimhjellen.

LOOK er en studentkonkurranse i regi av Norwegian Space Cluster i Kongsberg, der ulike lag bygger egne måneroboter og konkurrerer i oppgaver som å navigere på “måneterreng”, kartlegge området i 3D og skanne metaller i månesand. Dette var første gang konkurransen ble arrangert i Norge, med sju deltakende lag.

Studentene fra OsloMet ville delta. Gruppen deres var nærmest tilfeldig satt sammen.

– Ingen av oss kjente hverandre i starten, sier Jonas S Nicolaisen.

Fakta

LIDAR (Light Detection And Ranging) er en måleteknologi som sender ut lys (ofte laser) og måler tiden det tar for lyset å reflekteres tilbake, for å beregne avstand og bygge opp 2D- eller 3D-kart.

En rover er en selvkjørende robot/plattform konstruert for å forflytte seg på overflaten av en planet eller måne, ofte brukt til utforskning og datainnsamling. I dette prosjektet bygde studentene en liten, autonom månerover fra bunnen av, designet for å kjøre på “måneterreng” og kartlegge området i 3D under LOOK-konkurransen

En selvkjørende månerover

Men de bestemte seg raskt for å designe og bygge en liten autonom månerover fra bunnen av, og meldte seg på blant sju deltakende lag i Kongsberg.

Konkurransen handlet om å bygge en rover, en selvkjørende robot, som kunne bevege seg på variert, månelignende terreng, kartlegge området i 3D, og skanne metaller i den etterlignede “månesanden”.

Studentene konsentrerte seg om de oppgavene som gikk ut på å kartlegge arealet, og få den til å gå i ulikt terreng.

Selve roveren var kompakt: omtrent en halv meter lang og rundt 20 cm bred og 20 cm høy.

Laget alt selv

– Vi måtte lage alt selv, sier Jonas, som sto for store deler av design og 3D-printing.

– Jeg designet selv og printet ut for det meste hjemme hos meg, forteller han.
Elektronikk måtte de skaffe fra utlandet, og planene ble endret underveis, da enkelte sensorer var utsolgt.

Blant annet måtte de skaffe en LIDAR, det er en måleinnretning som sender ut lys, ofte laser, og måler tiden det tar for lyset å reflekteres tilbake, for å beregne avstand og bygge opp 2D- eller 3D-kart.

Roboten sett ovenfra under programmering. Til høyre skimter vi en av studentene.

Nærbilde av roboten Foto: Privat

Fant en rimelig løsning

Det store tekniske gjennombruddet kom da de vendte seg bort fra dyre sensorer.

– En LIDAR koster jo opp mot 50 000 for at den skal kunne skanne 3D-rom. Og vi klarte å gjøre det med en støvsuger-LIDAR til 500 kroner, sier Jonas.

Trikset var å sette en vanlig 2D-sensor på en motor som vippet høyre–venstre for å bygge et 3D-bilde av rommet. Så ser man 3D-versjonen av hele rommet rundt deg for 500 kroner i stedet for 50 000, sier Elliot Cornier.

Elliot hadde hovedansvaret for lidaren, det tok mye "trial and error" for å få gode nok resultater til å brukes for navigasjon.

Fungerte og imponerte

Konkurransedagen i Kongsberg bød på både mestring og marginer. I første deloppgave, som gikk ut på å kartlegge måneområdet, gikk OsloMet-laget helt til topps.

– Der kom vi faktisk på førsteplass. Vi fikk vel 26 sekunder, og den nærmeste etter oss fikk 43 sekunder, sier Rameez A. Aftab.

Men i del to av konkurransen, som gikk ut på å navigere og manøvrere fikk de ikke alt til å sitte.

– Vi fikk ikke til automatisk kjøring i første omgang. Og vi fikk heller ikke skannet metallene som var der, og det var grunnen til at de på slutten av dagen ikke ga oss førsteplassen, forklarer Rameez.

– De som vant, var de eneste som prøvde å kjøre automatisk, legger Truls til. De hadde også tilgang på 3D-lidar og generelt dyrere teknologi gjennom sine universitet og sponsorer, noe ikke vi hadde tilgang til.

Til tross for knallhard konkurranse og hyppige endringer i oppgavene, sto de igjen med et produkt som fungerte og imponerte.

– Hoveddelen av arbeidet var at vi produserte hele greien i 3D-printing, og fikk sensorene til å snakke sammen, sier Truls.

– Neste steg er å sammenslå data fra lidaren og odometri fra hjulene slik at roveren har mulighet for å navigere med hjelp av simplifisert SLAM, sier Elliot.

Det fantes lite dokumentasjon på nett, så mye måtte de utvikle selv.

Portrett av de fire studenten sm viser ram roboten på et lite bord foran seg.

Gode karakterer

– Vi fikk A på presentasjonen og B på rapporten, sier Jonas, før han innrømmer at rapporten ble litt rotete.

Også veilederen ved OsloMet var svært fornøyd.

– Veilederen vår mente at det var et av de bedre prosjektene han hadde sett. Han var superfornøyd, sier Rameez.

– Vi ga jo modellen til skolen, legger Truls til, som en bekreftelse på at roveren fikk nytt liv som referanse for nye kull.

Kunne kombinere automasjon og maskinteknikk

Faglig sett traff prosjektet en nerve mellom automasjon og maskinteknikk.

– Det var en fantastisk blanding av at en av oss som kunne 3D-printe alt, mens de tre andre kunne samarbeide om koding og elektronikken, sier Rameez.

– Man får det beste av to verdener, og et ganske ordentlig, ferdig produkt, fortsetter han.

På veien videre har de også fått litt drahjelp av roveren.

– Jeg har søkt master på OsloMet, robotikk og kybernetikk, og på jobber som automasjonsingeniør, sier Rameez.

– Jeg har søkt jobber, og det virker som det er en del interesse rundt prosjektet, sier Truls.

– Jeg har søkt master på NTNU og OsloMet, Marinteknikk på NTNU og Maskinteknologi ved OsloMet, sier Jonas.

–Jeg har søkt mastergrad ved OsloMet, robotikk og kybernetikk, sier Elliot.

– Robotikk er jo veldig relevant i automasjonsverdenen. Bare å nevne et sånt prosjekt vekker oppmerksomhet, sier Rameez.

Les mer om konkurransen LOOK — Norwegian Space Cluster (norwegianspacecluster.no).