Unachohitaji kujua kuhusu Olympiad ya "Mimi ni Mtaalamu": tunazungumza juu ya maeneo "Data Kubwa" na "Roboti"

«Mimi ni mtaalamu"ni shindano la wahitimu na mabwana wa ubinadamu na utaalam wa kiufundi. Imeandaliwa na kampuni kubwa za IT za Urusi na vyuo vikuu vikali vya nchi, pamoja na Chuo Kikuu cha ITMO. Leo tunazungumza juu ya malengo ya Olympiad na maeneo mawili ambayo chuo kikuu chetu kinasimamia - "Data Kubwa" na "Robotiki" (kuhusu zingine - katika habratopics zetu zinazofuata).

Picha: Victor Aznabaev /unsplash.com

Maneno machache kuhusu Olimpiki

Kusudi. Tathmini maarifa ya wanafunzi na kuwajulisha mahitaji ya waajiri. Wanafunzi huendeleza katika uwanja wao wa kisayansi waliochaguliwa, wakifanya kazi katika makampuni ya kimataifa. Mwajiri pia anafaidika - haitaji kusajili tena wataalam waliofunzwa na kusalimiana na wafanyikazi wapya walioajiriwa kwa maneno: "Sahau kila kitu ulichofundishwa chuo kikuu."

Kwa nini ushiriki? Washindi kupata fursa kuingia vyuo vikuu vya Kirusi bila mitihani. Unaweza kupata mafunzo katika Yandex, Sberbank, IBS, Mail.ru na mashirika mengine makubwa. Mwaka jana, inatoa kutoka kwa makampuni ya Kirusi wamepokea zaidi ya washiriki mia nne bora. Pia, wanafunzi ambao wamejithibitisha wataweza kutembelea shule za msimu wa baridi.

Nani anashiriki? Wanafunzi wa utaalam wote - kiufundi, wanadamu na sayansi ya asili. Mbali na wahitimu, wanafunzi waliohitimu, wakaazi na wanafunzi wa vyuo vikuu vya kigeni.

Umbizo la tukio. Unaweza kujiandikisha hadi Novemba 18. Hatua ya kufuzu mtandaoni itafanyika kuanzia Novemba 22 hadi Desemba 8, lakini unaweza kuiruka ikiwa utakamilisha angalau mbili. kozi za mtandaoni kutoka kwenye orodha. Washindi wa duru ya kufuzu wataingia kwenye mashindano ya ndani ya shule katika vyuo vikuu vikuu kote nchini, ambayo yamepangwa Januari - Machi. Matokeo ya Olympiad ya "Mimi ni Mtaalamu" yatachapishwa mnamo Aprili kwenye tovuti ya mradi.

Mwaka huu Olympiad inajumuisha maeneo 68. Wataalamu wa Chuo Kikuu cha ITMO wanasimamia watano kati yao: "Photonics", "Taarifa na Usalama wa Mtandao", "Programu na Teknolojia ya Habari", pamoja na "Data Kubwa" na "Roboti". Tutakuambia zaidi kuhusu mbili za mwisho.

Data Kubwa

Eneo hili linashughulikia teknolojia zote za mzunguko wa maisha wa Data Kubwa, ikijumuisha ukusanyaji, uhifadhi, usindikaji, uundaji wa miundo na tafsiri. Washindi wataweza kuingia katika programu ya bwana katika Chuo Kikuu cha ITMO bila mitihani kwa programu: "Hisabati Iliyotumika na Informatics", "Afya ya Dijiti", "Teknolojia za Fedha Kubwa" na wengine kadhaa.

Washiriki pia watapata fursa ya kupata mafunzo ya ndani katika utaalam wa mwanasayansi wa data na mhandisi wa data katika kampuni za washirika. Hizi ni Kituo cha Taifa cha Utafiti wa Utambuzi, Mail.ru, Gazpromneft STC, Rosneft, Sberbank na ER-Telecom.

"Katika miaka ya hivi karibuni, uwanja wa Data Kubwa umezidi kuwa maarufu. Teknolojia za ukusanyaji na uhifadhi wa data za msingi zinaendelea, mifumo mipya ya kidijitali inaibuka (katika uwanja wa IoT na mitandao ya kijamii) kwa ajili ya kurekodi michakato isiyoweza kuzingatiwa hapo awali," anatoa maoni Alexander Valerievich Bukhanovsky, mkurugenzi. Kitivo Mega cha Teknolojia ya Habari ya Utafsiri Chuo Kikuu cha ITMO. "Wakati huo huo, umakini hulipwa sio tu kwa jinsi ya kupanga mchakato wa kuhifadhi na kutumia data, lakini pia kuhalalisha hitimisho na maamuzi, na pia kuunda mifano ya utabiri."

Majukumu yatakuwa yapi? Timu inawaandaa Kitivo Mega cha Teknolojia ya Habari ya Utafsiri Chuo Kikuu cha ITMO. Wanazingatia ukweli kwamba mtaalamu wa Data Kubwa lazima awe na ujuzi wa msingi katika nadharia ya uwezekano na takwimu za hisabati, pamoja na kujifunza kwa mashine. Kuwa na uelewa wa mantiki na mbinu ya mifumo ya kisasa ya akili ya bandia na uzungumze R, Java, Scala, Python (au zana zingine za kutatua shida za vitendo).

Hapo chini tunatoa mfano wa shida kutoka kwa moja ya hatua za Olympiad.

Kazi ya mfano: Kuna seva 50 kwenye nguzo, na cores 12 zinazopatikana kwa kila moja. Rasilimali kati ya wachora ramani na vipunguzi husambazwa tena kwa nguvu (hakuna mgawanyiko mkali wa rasilimali). Andika dakika ngapi kazi ya Kupunguza Ramani inayohitaji wachora ramani 1000 itafanya kazi kwenye nguzo kama hiyo. Katika kesi hii, wakati wa kufanya kazi wa ramani moja ni dakika 20. Ikiwa utaacha kipunguza 1 tu kwenye kazi, basi itashughulikia data yote kwa dakika 1000. Jibu linakubaliwa kwa usahihi kwa sehemu moja ya desimali.

A. 44.6
B. 43.2
C. 41.6
D 50.0

Jibu sahihiC

Jinsi ya kuandaa. Unaweza kuanza na rasilimali zifuatazo:

• Mwongozo wa mfumo wa hisabati wa kompyuta MathCAD. Inaweza kuwa muhimu kwa kazi ya kujitegemea na misimbo ya chanzo kwa kutatua matatizo.
• Misingi ya kujenga na kutafsiri mifano ya uwezekano. Kazi ya kimsingi inaeleza ni kwa nini miundo ya uwezekano inahitaji muundo wa kihesabu kama σ-algebra.
• Gmurman V. E. "Nadharia ya uwezekano na takwimu za hisabati". Kitabu rahisi na muhimu kinachoangazia misingi ya uwezekano wa hesabu za matukio nasibu.

Vitabu vingi zaidi vinavyopatikana kuhusu takwimu zinazotumika kwa nyanja mbalimbali za shughuli. Waandishi wao wanaelezea kwa urahisi lakini kwa ufanisi mantiki ya kutatua shida za makadirio na muda:

Marejeo

• Han G. "Miundo ya takwimu katika matatizo ya uhandisi"
• Orlov A.I. "Uwezekano na takwimu zilizotumika. Mambo ya msingi"
• Levin "Takwimu za Wasimamizi wanaotumia Microsoft Excel"
• Fisher R. A. "Njia za takwimu kwa watafiti"
• Kobzar A. I. Alitumia takwimu za hisabati
• Trukhacheva N.V. "Takwimu za Matibabu"
• GOST kwa mahesabu ya takwimu

Habari pia inaweza kupatikana katika kozi za mada kutoka kwenye orodha iliyoidhinishwa kwenye tovuti ya Olimpiki.

Roboti

Roboti inachanganya taaluma kama vile algoriti, vifaa vya elektroniki na mechanics. Mwelekeo huu unastahili kuchagua kwa wale ambao tayari wanasoma au wanajiandaa kuingia programu za bwana na za shahada ya kwanza katika uhandisi wa programu, mechanics iliyotumika, hisabati iliyotumika na sayansi ya kompyuta au uhandisi wa elektroniki. Wanafunzi waliothibitishwa wanaweza kujiandikisha katika programu bila malipo "Roboti""Mifumo ya udhibiti wa dijiti"Na"Mifumo ya uzalishaji wa dijiti na teknolojia"ya chuo kikuu chetu.

Majukumu yatakuwa yapi? Wanafunzi wa Shahada ya Uzamili na Shahada hutatua kazi tofauti. Walakini, kazi zote hujaribu maarifa changamano ya nadharia ya udhibiti, usindikaji wa habari na uundaji wa roboti. Kwa mfano, washiriki wataombwa kuangalia uthabiti au udhibiti wa mfumo, kuchagua muundo, au kukokotoa mgawo wa kidhibiti.

"Tutalazimika kutatua shida ya kinematics ya moja kwa moja au ya kinyume kwa roboti ya rununu au ya ujanja, tufanye kazi na Jacobian wa mfumo na tutafute wakati wa kusawazisha kwenye viungo chini ya mzigo fulani wa nje," anasema Sergey Alekseevich Kolyubin, naibu mkurugenzi. Megafaculty of Computer Technologies and Management katika ITMO. "Kutakuwa na kazi za kupanga - unahitaji kuandika programu ndogo ya kuiga roboti au kupanga trajectories katika Python au C++."

Katika fainali, wanafunzi lazima wapange roboti kutekeleza majukumu kutoka kwa kampuni za washirika: Reli za Urusi, Diakont, KUKA, n.k. Miradi hiyo inahusiana na ndege zisizo na rubani za ardhini na angani, na vile vile roboti shirikishi zinazofanya kazi katika hali ya mawasiliano ya mwili na mazingira. Muundo wa ushindani unafanana Changamoto ya Roboti ya DARPA. Kwanza, wanafunzi hufanya kazi kwenye simulator, na kisha kwenye vifaa halisi.

Ifuatayo, tutazingatia chaguo kadhaa za kazi katika uwanja wa Roboti ambazo wanafunzi wanaweza kukutana nazo. Hapa kuna mifano kwa waombaji kwa programu za bwana:

Mfano wa kazi #1: Roboti ya kinematics ya magari husogea kwa kasi ya mstari v=0,3 m/s. Usukani umegeuzwa kwa pembe w=0,2 rad. Ikiwa radius ya magurudumu ya roboti ni sawa na r = 0,02 m, na urefu na wimbo wa roboti ni sawa na L = 0,3 m na d = 0,2 m, mtawaliwa, ni nini kasi ya angular ya kila magurudumu ya nyuma. w1 na w2, iliyoonyeshwa kwa rad/s?

Ingiza jibu lako katika muundo wa nambari mbili zilizotenganishwa na nafasi, sahihi kwa nafasi ya pili ya decimal, kwa kuzingatia ishara.

Mfano wa kazi #2: Je, inaweza kuwa ishara ya astatism katika mfumo wa kufungwa unaohusiana na ushawishi wa kumbukumbu, ikiwa uchambuzi unafanywa kulingana na mchoro wa muundo wa mfumo?

uwepo wa viungo vya aperiodic katika mzunguko wazi;
uwepo wa viungo bora vya kuunganisha kwenye kitanzi kilicho wazi;
uwepo wa viungo vya oscillatory na kihafidhina katika mzunguko wazi.

Hapa kuna shida kwa wale wanaoingia shule ya kuhitimu au makazi:

Mfano wa kazi #1: Kielelezo kinaonyesha kidanganyifu cha roboti kilicho na kinematics kisichohitajika na viungo 7 vya mzunguko. Kielelezo kinaonyesha mfumo wa kuratibu msingi wa roboti {s} wenye vekta ya mhimili y perpendicular kwa ndege ya ukurasa, mfumo wa kuratibu {b} uliounganishwa kwa flange na collinear kwa {s}. Roboti inaonyeshwa katika usanidi ambao kuratibu za angular za viungo vyote ni sawa na 0. Shoka za helical kwa jozi saba za kinematic zinaonyeshwa kwenye takwimu (mwelekeo mzuri wa kinyume cha saa). Axes ya viungo 2, 4 na 6 imeelekezwa kwa ushirikiano, axes ya viungo 1, 3 5 na 7 ni sawa na axes ya mfumo wa awali wa kuratibu wa msingi. Ukubwa wa kiungo L1 = 0,34 m, L2 = 0,4 m, L3 = 0,4 m, na L4 = 0,15 m.

Mfano wa kazi #2: Kwa utendakazi thabiti zaidi wa algoriti ya ujanibishaji na ramani kwa wakati mmoja (SLAM) kwa roboti za rununu kulingana na vichujio vya chembe, wasanidi programu waliamua kutumia algorithm ya kufanya sampuli ya upya wa gurudumu. Katika hatua fulani ya utendakazi wa algoriti, sampuli ya "chembe" 5 zenye uzani w(1) = 0,5, w(2) = 1,2, w(3) = 1,5, w(4) = 1,0 ilibaki kwenye kumbukumbu. 5 na w(0,8) = XNUMX. Ni kwa kiwango gani cha chini cha thamani ya ukubwa wa sampuli inayofaa kwa marudio fulani ndipo utaratibu wa kuchukua sampuli upya utazinduliwa. Andika jibu lako katika muundo wa desimali kwa usahihi hadi sehemu moja ya desimali.

Jinsi ya kuandaa. Unaweza kutathmini ujuzi wako na matarajio kwa kutumia orodha. Washiriki katika Roboti kuu lazima:

• Jua kanuni za modeli ya roboti, sifa za sensorer za kisasa na njia za kupata habari za hisia.
• Kujua na kuwa na uwezo wa kutumia katika mazoezi mbinu na algoriti kwa ajili ya mipango trajectory na udhibiti wa moja kwa moja, pamoja na usindikaji wa taarifa hisia.
• Kuwa na ujuzi katika upangaji uliopangwa na unaolenga kitu. Kuwa na uwezo wa kufanya kazi katika mazingira ya maendeleo kwa mifumo ya robotiki.
• Jua kanuni, sifa muhimu na vipengele vya uendeshaji wa sehemu ya kompyuta, anatoa na sensorer za robots za kisasa. Kuwa na ujuzi wa kupanga na kuanzisha majaribio.

Ili "kuimarisha" maeneo yoyote, unaweza kuzingatia webinars kutoka kwa tovuti rasmi. Baadhi ya matatizo kutoka kwa Olympiads zilizopita yanajadiliwa hapo. Pia kuna fasihi maalum, kwa mfano:

• Kolyubin S. A. "Nguvu za mifumo ya roboti"
• Borisov O.I., Gromov V.S., Pyrkin A.A. "Njia za kudhibiti matumizi ya roboti"
• Miroshnik I. V. "Nadharia ya udhibiti wa moja kwa moja. Mifumo ya mstari"
• Bruno Siciliano "Roboti: Kuiga, Kupanga na Kudhibiti"

Vitabu zaidi

• Miroshnik I. V. "Nadharia ya udhibiti wa moja kwa moja. Mifumo isiyo ya mstari na bora"
• Yurevich E. I. "Misingi ya Roboti"
• Etienne Dombre "Kuiga, Uchambuzi wa Utendaji na Udhibiti wa Vidhibiti vya Roboti"
• Mark Spong, Seth Hutchinson "Modeli ya Roboti na Udhibiti"
• Bruno Siciliano "Kitabu cha Springer cha Roboti"
• Sebastian Thrun, Wolfram Burgard, Dieter Fox "Roboti za uwezekano"

Na kozi za mtandaoni kwenye Openedu, Coursera na Edx

• Udhibiti wa mifumo ya mechatronic na robotic
• Mifumo ya kudhibiti kiotomatiki ya mstari
• Misingi ya mechatronics na robotiki
• Mbinu za kuchakata maelezo ya kipimo cha urambazaji
• Algorithms ya Kupanga na Miundo ya Data
• Vipengele vya mifumo ya udhibiti wa moja kwa moja
• Nadharia ya udhibiti wa kiotomatiki. Mifumo ya udhibiti wa kiotomatiki isiyo ya mstari
• Mfano wa michakato na mifumo. Mifumo inayobadilika isiyo ya mstari
• Misingi ya Roboti I - Uundaji wa Roboti
• Robotics
• Roboti: Nguvu na Udhibiti
• Roboti: Mtazamo
• Udhibiti wa Roboti za Simu
• Robotiki: Msingi wa Kinematiki na Hisabati
• Roboti za Simu za Kujiendesha

Maelezo ya ziada juu ya Olympiad:

• Olympiad "Mimi ni mtaalamu": tovuti rasmi
• Hati za udhibiti

Chanzo: mapenzi.com