Zero Robotics : Cu NASA te joci doar după reguli bine stabilite

Cinci elevi ai Liceului Teoretic „Nicolae Bălcescu” din Cluj-Napoca au ajuns în finala concursului Zero Robotics, organizat de celebrul MIT – Institutul Tehnologic din Massachusetts, în colaborare cu NASA şi cu Agenţia Spaţială Europeană. Echipa clujenilor, Callisto, formată din elevi de clasa a X-a și a XI-a, a creat de la zero un cod cu ajutorul căruia să poată controla sateliții care fac fotografii asteroizolor. Dincolo de aspectul tehnic al competiției care cere o mulțime de cunoștințe de matematică, fizică și nu în ultimul rând de informatică, clujenii au avut ocazia de a-și îmbunătăți abilitățile de lucru în echipă, de a dezvolta strategii de „luptă” împotriva adversarilor, dar și a pericolelor din spațiu care i-au pândit la orice pas. Zero Robotics poate fi comparat lejer cu un joc de strategie ale cărui mize depășesc însă, așteptările multor participanți. Modul în care este conceput „jocul” te ține în priză, iar „lumea” în care elevii trebuie să își programeze roboțelul e fascinantă, chiar și pentru cei care nu au nimic de-a face cu astronautica.

În luna septembrie a anului trecut, Carmen Coțop, profesoara de fizică de la Liceul Teortic „Nicolae Bălcescu” din Cluj-Napoca, le-a prezentat elevilor concursul, iar de atunci, tinerii programatori au început să lucreze cu toata seriozitatea la construirea codului. În prima etapă a competiției, cea mai simplă de altfel, s-au înscris 140 de echipe din toată lumea. „A trebuit să scriem de la zero un cod care să ruleze pe sferele de pe stația spațială, astfel încât ele să pozeze asteroidul de la anumite distanțe, din anumite unghuri, respectând mai multe condiții impuse. În prima etapă, 2D, punctele de interes de pe suprafața asteroidului care trebuiau surprinse în fotografii, apăreau doar în plan. Timp de o săptămână, în fiecare seară, codurile tuturor echipelor erau introduse în simulatorul celor de la NASA, iar simulările se făceau pe calculator. Fiecare echipă juca contra altei echipe. Într-un meci erau două sfere, iar echipa care făcea mai multe puncte, câștiga”, povestește Raul Maier, membru al echipei Callisto.

În 2D lucrurile sunt simple, în 3D se complică

După o săptămână, clasamentul a decis echipele care vor merge în etapa următoare, 3D. „Aici s-au complicat lucrurile pentru că punctele de interes care trebuiau fotografiate, apăreau pe toată suprafața asteroidului, deci a trebuit să concepem un nou cod, care să fie capabil să ocolească asteroidul”, spune Raul.

Cei care au trecut în următoarea etapă, au avut parte de o nouă provocare. Fiecare echipă a trebuit să se alieze cu alte două echipe, urmând să lucreze împreună mai departe. „Într-o sâmbătă noapte ne-am dus la școală, pentru că toate echipele care am ajuns în acel punct al competiției, trebuiau să fie prezente la aceeași oră, la discuții. Cei la de la NASA ne-au pus o platformă la dispoziție și s-au făcut mai multe alianțe. Noi am format o alianță cu două echipe din SUA. Ne-am împărțit stațiile, sarcinile, a fost interesant să lucrăm cu ei, să vedem care e modul lor de gândire. Diferența de fus orar a fost oarecum o problemă, fiind opt ore diferență între noi și ei, dar ne-am organizat foarte bine. Noi am realizat partea de cod care făcea sfera să se miște în jurul asteroidului, ei s-au ocupat de partea responsabilă cu realizarea fotografiilor. În etapa de alianțe s-au complicat și mai mult lucrurile, pentru că asteroidul a început să se învârtă, iar punctele de pe acesta se învârteau și ele. Calculele s-au înmulțit, de asemenea, pentru că trebuia să știm unde vom intercepta punctele respective”, povestește Raul.

Pentru a-i „încurca” și mai mult pe concurenți, organizatorii le-au pigmentat experiența în spațiu, cu furtuni solare. Pentru a nu pierde puncte sau memorie, participanții erau nevoiți să se adăpostească la umbra asteroidului pentru a nu fi loviți. De asemenea, aceștia trebuiau să fie atenți la alte aspecte. „A fost ca un joc. Ne-am gândit și am ținut cont de ceea ce făcea oponentul nostru, cealaltă sferă. Dacă se apropiau prea mult sferele, acestea se respingeau, pentru a nu se ciocni. Ne-a ajutat faptul că încercăm să le anticipăm adversarilor mișcările, pentru a nu fi împinși în asterorid de cealaltă sferă sau pentru a nu rămâne descoperiți, adică fără loc la umbră în timpul furtunei solare. Era o prioritate să ne ascundem de furtuna solară. Timp de o săptămână s-au rulat codurile, iar alianța noastră a ieșit pe locul IV. Am fost chemați apoi la sediul Agenției Spațiale Europene din Olanda pentru a participa la finală”, spune Raul.

Protest inedit, punctaje uimitoare

În timpul competiției, mai precis în timpul etapei 3D, echipa clujeană a depistat o carență în sistem, iar pentru a atrage atenția asupra „neregulilor” care aveau puterea de a bulversa complet clasamentul, au realizat un cod „mai altfel”, în semn de protest.

„Fiecare echipă putea să își trimită codul oricând până în ziua în care se încheia etapa respectivă. În ultimele zece zile, de exemplu, până la încheierea etapei respective, cei de la NASA rulau, în fiecare seară, codul echipelor care și-au trimis codul până în momentul respectiv. Echipele nu erau obligate să își trimită codul decât în ultima zi. Noi eram printre primele echipe care își trimiteau codul, clasându-ne mereu printre primele zece. La un moment dat, și-au trimis foarte multe echipe codul în aceeași zi și au jucat cu echipele de pe cele mai joase locuri. Se juca cu 10 echipe care se clasau mai sus ca tine și cu zece care erau mai jos în clasament. Evident că multe din aceste echipe au câștigat toate meciurile pe ce le-au jucat cu echipele slabe și neavând meciuri pierdute, a doua zi se clasau pe primul loc, întreg clasamentul fiind răsturnat”.

Echipa din Cluj a considerat că nu e corect ce se întâmplă și a gândit un protest inedit. „Am studiat foarte bine structura simulatorului. După mai multe teste și folosindu-ne de mai multe bug-uri, am conceput un cod care putea realiza fotografii prin asteroid. Puteam astfel deplasa sfera într-o zonă sigură, iar de acolo, puteam fotografia, prin asteroid, toate punctele de interes, fără a mai deplasa sfera. Am obținut astfel punctaje uluitoare, mai mari chiar decât era maximul teoretic posibil. Înainte de orice simulare, codul nostru afișa un mesaj prin care se preciza că aceasta este forma noastră de protest pentru nedreptățile care se fac cu clasamentul. Am trimis codul și am așteptat să vedem ce se întâmplă”, povestește Raul. Acest lucru i-a propulsat pe elevii clujeni pe locul II. Au primit apoi un mail cu felicitări, din partea NASA. „Au spus că nici prin cap nu le-a trecut că vor vedea asemenea punctaje. Totuși, ne-au rugat politicos să punem alt cod, deoarece nu e deloc cinstit față de ceilalti să îl folosim pe acesta. Ne-am conformat. Celelalte echipe s-au împărțit în două grupe: cei care ne susțineau și care au înțeles că e o formă de protest și cei care ne acuzau. Am schimbat codul, iar următoarea zi ne-am aflat, în mod cinstit, pe locul I”, spune Raul.

„Astronauții ne făceau cu mâna”

Finală a avut loc pe 16 ianuarie 2015. Echipele finaliste din Euopa au fost invitate la sediul Agenției Spațiale Europene, iar cei din SUA, la Institutul Tehnologic din Massachusetts. „N-am văzut în direct unii cu alții. S-au ținut diferite prezentări, iar la final am intrat în direct cu nava spațială. Astronauții ne făceau cu mâna. Au încărcat codul scris de noi. L-am văzut cum rulează în direct pe stația spațială. Noi până atunci rulam codul în simulator, pentru a vedea ce anume trebuie îmbunătățit. Acum am văzut tot pe stația spațială, a fost superb”, mărturisește Raul.

Echipa clujenilor, care poartă numele unui satelit natural al sistemului solar, formată din Raul Maier, Orlando Felician, Ruxandra Cocoț, Eliza Olariu și Marina Trif a fost extrem de unită și a muncit mai multe săptămâni la rând pentru a ajunge în finală. De multe ori, elevii au rămas după ore, plecând acasă după ora 17:00 sau chiar 18:00. Când a fost nevoie au muncit chiar și în zilele libere.

„M-am simțit ca și cum aș face parte din echipa care lucrează la NASA. Am încercat să venim cu idei fiecare, să ne construim un program care să funcționeze și care să reușească să îndeplinească toate cerințele pe care ni le-au cerut organizatorii, pentru a acumula cât mai multe puncte”, povestește Eliza Olariu.

Eleva este extrem de pasionată de științele exacte și îi place să vadă „partea reală” a lumii înconjurătoare. „Am avut nevoie de foarte multe cunoștițe de matematică și de fizică pentru a programa acel roboțel. Am beneficiat de o documentație din care am putut învăța, un fel de tutorial, de unde am învățat cum se programează acele sfere, deoarece au funcții predefinite ce trebuie știute pe parcurs. Cu multă muncă și voință am reușit să facem ce ne-am propus”, povestește una dintre cele trei componente feminine ale echipei.

Nici Eliza nu va uita degrabă ziua de 16 ianuarie, ziua când a ajuns datorită concursului, la Agenția Spațială Europeană. „Am intrat în direct cu cei de pe nava spațială, au fost trei astronauți care s-au ocupat de concurs, care ne-au arătat puțin și ce înseamă să trăiești pe racheta spațială, fără gravitație. Am discutat și cu ceilalți participanți pentru a vedea cum au reușit ei creeze programul, pe ce s-au bazat, cum au reușit ei să își împartă timpul sau cum au reușit să își creeze strategia de joc. A fost interesant să putem vorbi cu ceilalți copii din alte state, de exemplu cu italienii, care au câștigat. Cei care au câștigat au mai participat și în alți ani, dar nu au ajuns până acum în finală. Anul acesta au reușit să câștige. Ei aveau deja o anumită experiență, pentru noi a fost primul an în care ne-am înscris la acest concurs”, povestește Eliza.

Directoarea Liceului Teortic „Nicolae Bălcescu” din Cluj-Napoca, Mirela Budișan, este extrem de încântată de rezultatele obținute de elevi, în cadrul acestei competiții. „Copiii au muncit foarte mult. Sunt foarte pasionați și încântați de experiența trăită în Olanda. Au învățat o mulțime de lucruri care îi vor ajuta în multe privințe. Au învățat să lucreze echipă, iar acest lucru este benefic pentru ei, ca viitori programatori. Au realizat aplicații practice și au avut șansa să vadă rezultatul muncii colective la Agenția Spațială Europeană, ceea ce nu e puțin”, a spus aceasta.

Carmen Coțop, profesoara de fizică, cea care a coordonat echipa și care i-a însoțit pe elevi în Olanda, mărturisește că a fost o experiență extrem de interesantă. „Am fost două echipe din România, noi și o echipă din Piatra Neamț. Noi am terminat pe locul opt și suntem încântați fiind prima experiență de acest gen. Copiii au foarte pasionați și și-au dat mult interesul, lucru care s-a văzut”, a spus doamna Coțop. Aceasta a participat în luna septembrie a anului trecut la un curs de pregătire organizat de Agenția Spațială Europeană, iar în prezent participă la un curs similar, la Timișoara.

Cei cinci elevi sunt pasionați de IT, iar pe viitor doresc să se axeze pe informatică sau pe robotică. Patru dintre aceștia doresc să își continue studiile în Cluj, spre deosebire de una dintre fete care vrea să se specializeze în mecatronică în Coreea de Sud.