რა უნდა იცოდეთ "მე ვარ პროფესიონალი" ოლიმპიადაზე: ჩვენ ვსაუბრობთ სფეროებზე "დიდი მონაცემები" და "რობოტიკა"

«პროფესიონალი ვარ„არის კონკურსი ჰუმანიტარულ და ტექნიკურ სპეციალობებში ბაკალავრიატისა და მაგისტრის სწავლებისთვის. მისი ორგანიზატორია მსხვილი რუსული IT კომპანიები და ქვეყნის უძლიერესი უნივერსიტეტები, მათ შორის ITMO უნივერსიტეტი. დღეს ჩვენ ვსაუბრობთ ოლიმპიადის მიზნებზე და იმ ორ სფეროზე, რომელსაც ჩვენი უნივერსიტეტი ზედამხედველობს - „დიდი მონაცემები“ და „რობოტიკა“ (დანარჩენზე - ჩვენს შემდეგ ჰაბრატოპიკებში).

ფოტო: ვიქტორ აზნაბაევი /unsplash.com

ორიოდე სიტყვა ოლიმპიადაზე

მიზანი მოსწავლეთა ცოდნის შეფასება და დამსაქმებლების მოთხოვნების გაცნობა. სტუდენტები ვითარდებიან მათ მიერ არჩეულ სამეცნიერო სფეროში, მუშაობენ საერთაშორისო კომპანიებში. სარგებლობს დამსაქმებელიც - მას არ სჭირდება გადამზადებული სპეციალისტების ხელახალი რეგისტრაცია და ახლად დაქირავებულ თანამშრომლებს მისალმება ფრაზით: „დაივიწყე ყველაფერი, რაც უნივერსიტეტში გასწავლეს“.

რატომ მიიღო მონაწილეობა? გამარჯვებულები მიიღეთ შესაძლებლობა ჩააბარე რუსულ უნივერსიტეტებში გამოცდების გარეშე. შეგიძლიათ მიიღოთ სტაჟირება Yandex-ში, Sberbank-ში, IBS-ში, Mail.ru-ში და სხვა დიდ კორპორაციებში. გასულ წელს შემოთავაზებები რუსული კომპანიებისგან მიღებული ოთხასზე მეტი საუკეთესო მონაწილე. ასევე, მონახულებას შეძლებენ სტუდენტები, რომლებმაც დაამტკიცეს თავი ზამთრის სკოლები.

ვინ მონაწილეობს? ყველა სპეციალობის სტუდენტები - ტექნიკური, ჰუმანიტარული და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებები. გარდა კურსდამთავრებულებისა, კურსდამთავრებულები, რეზიდენტები და უცხოური უნივერსიტეტების სტუდენტები.

ღონისძიების ფორმატი. რეგისტრაცია შეგიძლიათ 18 ნოემბრამდე. ონლაინ შესარჩევი ეტაპი ჩატარდება 22 ნოემბრიდან 8 დეკემბრის ჩათვლით, მაგრამ შეგიძლიათ გამოტოვოთ ის, თუ წარმატებით დაასრულებთ მინიმუმ ორს. ონლაინ კურსები სიიდან. შესარჩევი ეტაპის გამარჯვებულები ქვეყნის მასშტაბით მსხვილ უნივერსიტეტებში შიდასასწავლო შეჯიბრებებში გავლენ, რომლებიც იანვარ-მარტშია დაგეგმილი. ოლიმპიადის „მე ვარ პროფესიონალი“ შედეგები აპრილში გამოქვეყნდება პროექტის ვებსაიტზე.

წელს ოლიმპიადა 68 სფეროს მოიცავს. ITMO უნივერსიტეტის სპეციალისტები მეთვალყურეობენ ხუთ მათგანს: „ფოტონიკა“, „ინფორმაცია და კიბერუსაფრთხოება“, „პროგრამირება და საინფორმაციო ტექნოლოგიები“, ასევე „დიდი მონაცემები“ და „რობოტიკა“. ბოლო ორზე დაწვრილებით მოგიყვებით.

Დიდი მონაცემები

ეს სფერო მოიცავს დიდი მონაცემთა სასიცოცხლო ციკლის ყველა ტექნოლოგიას, მათ შორის შეგროვებას, შენახვას, დამუშავებას, მოდელირებას და ინტერპრეტაციას. გამარჯვებულები შეძლებენ ITMO უნივერსიტეტის სამაგისტრო პროგრამაზე ჩასვლას გამოცდის გარეშე პროგრამებზე: "გამოყენებითი მათემატიკა და ინფორმატიკა", "ციფრული ჯანმრთელობა", "დიდი მონაცემთა ფინანსური ტექნოლოგიები" და რამდენიმე სხვა.

მონაწილეებს ასევე შესაძლებლობა ექნებათ გაიარონ სტაჟირება მონაცემთა მეცნიერის და მონაცემთა ინჟინრის სპეციალობებში პარტნიორ კომპანიებში. ეს არის შემეცნებითი კვლევის ეროვნული ცენტრი, Mail.ru, Gazpromneft STC, Rosneft, Sberbank და ER-Telecom.

„ბოლო წლებში დიდი მონაცემების სფერო სულ უფრო პოპულარული ხდება. ვითარდება პირველადი მონაცემების შეგროვებისა და შენახვის ტექნოლოგიები, ჩნდება ახალი ციფრული მექანიზმები (IoT და სოციალური ქსელების სფეროში) ადრე დაუკვირვებადი პროცესების ჩასაწერად“, - ამბობს ალექსანდრე ვალერიევიჩ ბუხანოვსკი, დირექტორი. მთარგმნელობითი საინფორმაციო ტექნოლოგიების მეგაფაკულტეტი ITMO უნივერსიტეტი. „ამავდროულად, ყურადღება ექცევა არა მხოლოდ მონაცემთა შენახვისა და გამოყენების პროცესის ორგანიზებას, არამედ დასკვნებისა და გადაწყვეტილებების დასაბუთებას, აგრეთვე პროგნოზირების მოდელების შექმნას.

რა ამოცანები იქნება? გუნდი ამზადებს მათ მთარგმნელობითი საინფორმაციო ტექნოლოგიების მეგაფაკულტეტი ITMO უნივერსიტეტი. ისინი ითვალისწინებენ იმ ფაქტს, რომ დიდი მონაცემთა სპეციალისტს უნდა ჰქონდეს საბაზისო ცოდნა ალბათობის თეორიისა და მათემატიკური სტატისტიკის, ასევე მანქანათმცოდნეობის სფეროში. გაიგეთ თანამედროვე ხელოვნური ინტელექტის სისტემების ლოგიკა და მეთოდოლოგია და ისაუბრეთ R, Java, Scala, Python (ან პრაქტიკული პრობლემების გადაჭრის სხვა ინსტრუმენტებზე).

ქვემოთ მოცემულია პრობლემის მაგალითი ოლიმპიადის ერთ-ერთი ეტაპიდან.

დავალების მაგალითი: კლასტერში არის 50 სერვერი, თითოეულზე 12 ხელმისაწვდომი ბირთვით. რესურსები მაპერებსა და რედუქტორებს შორის გადანაწილებულია დინამიურად (არ არსებობს რესურსების მკაცრი დაყოფა). დაწერეთ რამდენ წუთში გაშვებული იქნება MapReduce ამოცანა, რომელიც მოითხოვს 1000 მაპერს. ამ შემთხვევაში ერთი რუქის მუშაობის დრო 20 წუთია. თუ ამოცანაში მხოლოდ 1 რედუქტორს დატოვებთ, მაშინ ის 1000 წუთში დაამუშავებს ყველა მონაცემს. პასუხი მიიღება ზუსტად ერთ ათწილადამდე.

ა
ბ
C. 41.6
დ

სწორი პასუხიC

როგორ მოვამზადოთ. შეგიძლიათ დაიწყოთ შემდეგი რესურსებით:

• სახელმძღვანელო კომპიუტერული მათემატიკის სისტემის MathCAD. ეს შეიძლება იყოს სასარგებლო წყაროს კოდებით დამოუკიდებელი მუშაობისთვის პრობლემების გადასაჭრელად.
• ალბათური მოდელების აგებისა და ინტერპრეტაციის საფუძვლები. ფუნდამენტური ნაშრომი მოგვითხრობს, თუ რატომ სჭირდებათ ალბათურ მოდელებს ისეთი მათემატიკური კონსტრუქცია, როგორიცაა σ-ალგებრა.
• Gmurman V. E. "ალბათობის თეორია და მათემატიკური სტატისტიკა". მარტივი და სასარგებლო წიგნი, რომელიც ასახავს შემთხვევითი მოვლენების ალბათური გაანგარიშების საფუძვლებს.

კიდევ რამდენიმე ხელმისაწვდომი წიგნი გამოყენებითი სტატისტიკის შესახებ საქმიანობის სხვადასხვა სფეროსთვის. მათი ავტორები უბრალოდ, მაგრამ ეფექტურად ხსნიან წერტილებისა და ინტერვალების შეფასების ამოცანების ამოხსნის ლოგიკას:

ლიტერატურა

• ჰან გ. „სტატისტიკური მოდელები საინჟინრო პრობლემებში“
• ორლოვი A.I. ”ალბათობა და გამოყენებითი სტატისტიკა. Ძირითადი ფაქტები"
• ლევინი "სტატისტიკა მენეჯერებისთვის Microsoft Excel-ის გამოყენებით"
• Fisher R. A. "სტატისტიკური მეთოდები მკვლევარებისთვის"
• Kobzar A. I. გამოყენებითი მათემატიკური სტატისტიკა
• ტრუხაჩოვა N.V. ”სამედიცინო სტატისტიკა”
• GOST სტატისტიკური გამოთვლებისთვის

ინფორმაცია ასევე შეგიძლიათ იხილოთ თემატურ კურსებში დამტკიცებული სიიდან ოლიმპიადის საიტზე.

რობოტები

რობოტიკა აერთიანებს ისეთ დისციპლინებს, როგორიცაა ალგორითმები, ელექტრონიკა და მექანიკა. ამ მიმართულების არჩევა ღირს მათთვის, ვინც უკვე სწავლობს ან ემზადება სამაგისტრო და ასპირანტურაში ჩასასვლელად პროგრამული უზრუნველყოფის ინჟინერიის, გამოყენებითი მექანიკის, გამოყენებითი მათემატიკისა და კომპიუტერული მეცნიერების ან ელექტრონული ინჟინერიის მიმართულებით. დადასტურებულ სტუდენტებს შეუძლიათ უფასოდ დარეგისტრირდნენ პროგრამებში "რობოტები""ციფრული კონტროლის სისტემები"და"ციფრული წარმოების სისტემები და ტექნოლოგიები"ჩვენი უნივერსიტეტის.

რა ამოცანები იქნება? მაგისტრატურა და ბაკალავრის სტუდენტები წყვეტენ სხვადასხვა ამოცანებს. თუმცა, ყველა დავალება ამოწმებს კონტროლის თეორიის, ინფორმაციის დამუშავებისა და რობოტის მოდელირების კომპლექსურ ცოდნას. მაგალითად, მონაწილეებს სთხოვენ შეამოწმონ სისტემის სტაბილურობა ან კონტროლირებადი, აირჩიონ სტრუქტურა ან გამოთვალონ რეგულატორის კოეფიციენტები.

„მოძრავი ან მანიპულაციური რობოტის პირდაპირი ან ინვერსიული კინემატიკის პრობლემის გადაჭრა მოგვიწევს, ვიმუშაოთ სისტემის იაკობიანთან და მოვძებნოთ დაბალანსების მომენტები სახსრებში მოცემული გარეგანი დატვირთვის ქვეშ“, - ამბობს დირექტორის მოადგილე სერგეი ალექსეევიჩ კოლიუბინი. კომპიუტერული ტექნოლოგიებისა და მენეჯმენტის მეგაფაკულტეტი ITMO-ში. "იქნება პროგრამირების ამოცანები - თქვენ უნდა დაწეროთ პატარა პროგრამა რობოტის მოდელირებისთვის ან ტრაექტორიების დაგეგმვისთვის Python-ში ან C++-ში."

ფინალში, სტუდენტებმა უნდა დააპროგრამონ რობოტი, რათა შეასრულოს დავალებები პარტნიორი კომპანიებისგან: რუსეთის რკინიგზა, დიაკონტი, KUKA და ა.შ. გარემო. კონკურსის ფორმატი წააგავს DARPA Robotics გამოწვევა. ჯერ სტუდენტები მუშაობენ სიმულატორზე, შემდეგ კი რეალურ აპარატურაზე.

შემდეგი, ჩვენ განვიხილავთ რამდენიმე ვარიანტს რობოტიკის სფეროში დავალებების შესასრულებლად, რომლებსაც სტუდენტები შეიძლება შეხვდნენ. აქ მოცემულია მაგალითები სამაგისტრო პროგრამების განმცხადებლებისთვის:

მაგალითი დავალება #1: საავტომობილო კინემატიკური რობოტი მოძრაობს წრფივი სიჩქარით v=0,3 მ/წმ. საჭე შემობრუნებულია w=0,2 რადიანი კუთხით. თუ რობოტის ბორბლების რადიუსი უდრის r=0,02 მ, ხოლო რობოტის სიგრძე და ბილიკი ტოლია შესაბამისად L=0,3 მ და d=0,2 მ, რა იქნება თითოეული უკანა ბორბლის კუთხური სიჩქარე. w1 და w2, გამოხატული რად/ს-ში?

შეიყვანეთ თქვენი პასუხი ორი ნომრის ფორმატში, რომლებიც გამოყოფილია ინტერვალით, ზუსტად მეორე ათწილადამდე, ნიშნის გათვალისწინებით.

მაგალითი დავალება #2: რა შეიძლება იყოს ასტატიზმის ნიშანი დახურულ სისტემაში საცნობარო ზემოქმედებასთან შედარებით, თუ ანალიზი ხორციელდება სისტემის სტრუქტურული სქემის მიხედვით?

აპერიოდული ბმულების არსებობა ღია წრეში;
იდეალური ინტეგრირებული ბმულების არსებობა ღია მარყუჟში;
რხევითი და კონსერვატიული ბმულების არსებობა ღია წრეში.

აქ არის პრობლემები მათთვის, ვინც სწავლობს მაგისტრატურაში ან რეზიდენტურას:

მაგალითი დავალება #1: ნახატზე ნაჩვენებია რობოტული მანიპულატორი ზედმეტი კინემატიკით 7 ბრუნვის სახსრით. ნახატზე ნაჩვენებია რობოტის საბაზისო კოორდინატთა სისტემა {s} გვერდის სიბრტყეზე პერპენდიკულარული y-ღერძის ვექტორით, კოორდინატთა სისტემა {b} დაკავშირებულია ფლანგთან და თანამიმართულია {s}-თან. რობოტი გამოსახულია კონფიგურაციაში, რომელშიც ყველა რგოლის კუთხური კოორდინატები ტოლია 0-ის. სპირალური ღერძი შვიდი კინემატიკური წყვილისთვის ნაჩვენებია ნახატზე (დადებითი საათის ისრის მიმართულებით). 2, 4 და 6 სახსრების ღერძი ერთდროულია, 1, 3 5 და 7 სახსრების ღერძი იდენტურია ფუძის საწყისი კოორდინატთა სისტემის ღერძებისა. ბმული ზომები L1 = 0,34 მ, L2 = 0,4 მ, L3 = 0,4 მ და L4 = 0,15 მ.

მაგალითი დავალება #2: ნაწილაკების ფილტრებზე დაფუძნებული მობილური რობოტების ერთდროული ლოკალიზაციისა და რუკების (SLAM) ალგორითმის უფრო სტაბილური მუშაობისთვის, დეველოპერებმა გადაწყვიტეს გამოეყენებინათ ბორბლის შერჩევის ხელახალი ნიმუშის ალგორითმი. ალგორითმის მუშაობის გარკვეულ მომენტში მეხსიერებაში დარჩა 5 „ნაწილაკის“ ნიმუში w(1) = 0,5, w(2) = 1,2, w(3) = 1,5, w(4) = 1,0. 5. და w(0,8) = XNUMX. ეფექტიანი ნიმუშის ზომის რომელ მინიმალურ ზღვრულ მნიშვნელობზე ამოქმედდება მოცემული განმეორებით შერჩევის მექანიზმი. დაწერეთ თქვენი პასუხი ათწილადის ფორმატში, ზუსტი ერთი ათობითი ადგილის სიზუსტით.

როგორ მოვამზადოთ. თქვენ შეგიძლიათ შეაფასოთ თქვენი ცოდნა და პერსპექტივები საკონტროლო სიის გამოყენებით. რობოტიკის სპეციალობით მონაწილეებმა უნდა:

• იცოდე რობოტის მოდელირების პრინციპები, თანამედროვე სენსორების მახასიათებლები და სენსორული ინფორმაციის მიღების მეთოდები.
• იცოდე და შეძლოს პრაქტიკაში გამოიყენოს ტრაექტორიის დაგეგმვისა და ავტომატური კონტროლის მეთოდები და ალგორითმები, ასევე სენსორული ინფორმაციის დამუშავება.
• აქვს სტრუქტურირებული და ობიექტზე ორიენტირებული პროგრამირების უნარები. შეეძლოს რობოტული სისტემების განვითარების გარემოში მუშაობა.
• იცოდეთ თანამედროვე რობოტების გამოთვლითი ნაწილის, დისკების და სენსორების პრინციპები, ძირითადი მახასიათებლები და ოპერაციული მახასიათებლები. გქონდეთ ექსპერიმენტების დაგეგმვისა და დაყენების უნარები.

რომელიმე სფეროს "გამკაცრებისთვის", შეგიძლიათ ყურადღება მიაქციოთ ვებინარები ოფიციალური ვებსაიტიდან. აქ განიხილება წინა ოლიმპიადების ზოგიერთი პრობლემა. ასევე არსებობს სპეციალიზებული ლიტერატურა, მაგალითად:

• Kolyubin S. A. "რობოტული სისტემების დინამიკა"
• ბორისოვი O.I., Gromov V.S., Pyrkin A.A. "რობოტული აპლიკაციების კონტროლის მეთოდები"
• მიროშნიკ I.V. ”ავტომატური კონტროლის თეორია. ხაზოვანი სისტემები"
• ბრუნო სიცილინო "რობოტიკა: მოდელირება, დაგეგმვა და კონტროლი"

მეტი წიგნი

• მიროშნიკ I.V. ”ავტომატური კონტროლის თეორია. არაწრფივი და ოპტიმალური სისტემები"
• იურევიჩ E.I. "რობოტიკის საფუძვლები"
• Etienne Dombre "რობოტების მანიპულატორების მოდელირება, შესრულების ანალიზი და კონტროლი"
• მარკ სპონგი, სეთ ჰაჩინსონი "რობოტის მოდელირება და კონტროლი"
• ბრუნო სიცილიო "რობოტიკის სპრინგერის სახელმძღვანელო"
• სებასტიან თრუნი, ვოლფრამ ბურგარდი, დიტერ ფოქსი "ალბათური რობოტიკა"

და ონლაინ კურსები Openedu-ზე, Coursera-სა და Edx-ზე

• მექატრონიკული და რობოტული სისტემების კონტროლი
• ხაზოვანი ავტომატური მართვის სისტემები
• მექატრონიკისა და რობოტიკის საფუძვლები
• ნავიგაციის საზომი ინფორმაციის დამუშავების მეთოდები
• პროგრამირების ალგორითმები და მონაცემთა სტრუქტურები
• ავტომატური მართვის სისტემების ელემენტები
• ავტომატური მართვის თეორია. არაწრფივი ავტომატური მართვის სისტემები
• პროცესებისა და სისტემების მოდელირება. არაწრფივი დინამიური სისტემები
• Robotics Funds I – Robot Modeling
• რობოტები
• რობოტიკა: დინამიკა და კონტროლი
• რობოტიკა: აღქმა
• მობილური რობოტების კონტროლი
• რობოტიკა: კინემატიკა და მათემატიკური საფუძვლები
• ავტონომიური მობილური რობოტები

დამატებითი ინფორმაცია ოლიმპიადის შესახებ:

• ოლიმპიადა "მე ვარ პროფესიონალი": ოფიციალური საიტი
• მარეგულირებელი დოკუმენტები

წყარო: www.habr.com