筆者是一個從小在機器人教育體制中長大,至今童心未泯的孩子。話說在國內(nèi),只要是家長一提到機器人,就都會是覺得很高大上的東西。筆者深有體會,但凡是七大姑八大姨來俺們家里串門,俺爹俺娘一說俺在做機器人,就倍有面,七大姑八大姨們紛紛投來羨慕的眼神。今天,筆者就給大家講講國內(nèi)主流的學(xué)生機器人競賽。 First系列 First(For Inspiration and Recognition of Science and Technology)系列的機器人在國內(nèi),尤其是在華南、華北地區(qū)稱得上主流,其直譯為中文的意思是對科學(xué)技術(shù)的激勵和認(rèn)知(多么高大上的名字),其創(chuàng)始人迪安·卡門(DEAN KAMEN)是一位可以與福特、愛迪生相提并論的現(xiàn)代發(fā)明家,擁有1000多項國際專利。當(dāng)卡門的財富累積到了一定程度后,他成立了First這個非營利組織,目的是使科技活動像體育娛樂一樣吸引孩子。First旗下分為五種比賽,Jr.FLL(Junior FIRST LEGO League)、FLL(FIRST LEGO League)、FTC(First Tech Challenge)、FVC(FIRST Vex Challenge)和 FRC(First Robotics Competition) 一、Jr.FLL Jr.FLL是一個面向5-8歲孩子的動手操作項目。將現(xiàn)實世界的事物與動手做活動相結(jié)合,目的是讓孩子們?nèi)グl(fā)現(xiàn)解決問題的方法,并獲得那些當(dāng)今科學(xué)家和工程師們所面對的挑戰(zhàn)。Jr.FLL堅信,孩子們與生俱來的好奇心和創(chuàng)造力對于預(yù)見機遇和開發(fā)創(chuàng)新性方案是至關(guān)重要的。通過鼓勵孩子們發(fā)揮想象力,同時利用所學(xué)到的技術(shù)檢驗理論,并創(chuàng)造出解決問題的辦法。Jr.FLL的活動滿足了孩子們現(xiàn)階段的需求,也有助于他們對科學(xué)技術(shù)形成正確的理解。 Jr. FLL隊伍的注冊從每年8月開始,每支隊伍有2到6個隊員,而且還要有至少一名教練每年Jr. FLL賽季都會公布一個新的挑戰(zhàn)任務(wù)。每支隊的模型要包括一個動力運動組件和一個簡單機械。隊伍可以購買Jr. FLL基礎(chǔ)套裝和可選項目(包括樂高WeDo套裝),隊員們也可以使用 Mindstorms NXT的組件來給模型提供動力,每支隊還要制作一張Show Me海報,其中一部分用來介紹每個隊員以及他們的貢獻(xiàn)和努力。 二、FLL FLL是面向9-16歲孩子的國際性機器人比賽。(筆者去年拿了歐洲錦標(biāo)賽最高獎,只要參加就拿深圳第一,得瑟中…哎呀,一不小心暴露了年齡)每年九月份,由教育專家及科學(xué)家們精心設(shè)計的FLL挑戰(zhàn)內(nèi)容將通過網(wǎng)絡(luò),向全球同步公布。挑戰(zhàn)任務(wù)由機器人競賽和主題研究項目兩個部分組成。挑戰(zhàn)項目公布后他們將在接下來的時間使用樂高機器人技術(shù)組件和軟件加傳感器、馬達(dá)、齒輪、各種樂高技術(shù)積木件等來制作,并用圖形化編程(最主流)或C語言(很少用)搭建程序控制機器人。全智能機器人參加比賽。挑戰(zhàn)場地同樣為樂高材料所搭建的模型,模擬現(xiàn)實中存在的問題。比如如何讓機器人給老人蓋被子、給心臟病患者裝支架等。孩子們們同樣也需要在網(wǎng)上大量查找資料、向科學(xué)家請教、查閱圖書館資料,完成一份FLL要求的調(diào)查報告。報告的內(nèi)容通常是與當(dāng)今世界面臨的問題緊密相聯(lián),比如今年的自然之怒,去年的愛晚行動,再之前的食品安全等。 FLL是筆者認(rèn)為國內(nèi)舉辦的最主流的比賽。在廣東省,政府(教育局和科協(xié))會分別舉辦兩場FLL比賽,可見政府對此類比賽的重視程度。同時,F(xiàn)LL也是教育部樂高創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃的重頭戲。上圖的德國妹子灰常漂亮,曾被筆者視為女神約十天。 FLL這個比賽在中國非常嚴(yán)肅無趣,但是國際上的比賽,不管成績?nèi)绾?,都是以玩為主,每天除了賽場上緊張那么一小會(還是中國人特有的緊張),像是一個大Party。大家在一起的時候天天玩的很開心,其實不光是FLL,F(xiàn)irst的其他比賽在國外也是同樣。High才是最終的目的。First還有幾首官方的音樂和舞蹈,大家一起唱一起跳,一起吃,一起玩,特別開心。圖為和巴西妹子,筆者那年還很瘦,不過沒現(xiàn)在帥。 三、FTC FTC是針對14-18歲高中生的機器人比賽。2012年由同濟大學(xué)引入中國,目的是給學(xué)生提供了一個平臺,把課堂上的科技概念運用到現(xiàn)實工程師問題解決中 。學(xué)生面對無盡挑戰(zhàn),創(chuàng)造特有的解決方案,同時培養(yǎng)團(tuán)隊合作、演講技能、商業(yè)意識。FTC比賽不再像是FLL一樣單純的用樂高來進(jìn)行拼裝,而是將樂高主機和高性能電機還有金屬材料進(jìn)行結(jié)合,巧妙的設(shè)計結(jié)構(gòu),完成一系列更高難度的競賽。比賽提前約半年開放題目,需用PTC提供的產(chǎn)品設(shè)計軟件完成整個機器人甚至每版的設(shè)計,擁有科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn),更加像FRC比賽年齡進(jìn)行過渡。FTC比賽在美國的中學(xué)十分普及,由于入華僅兩年,所以中國并沒有成立多少支隊伍。 可以看到,場上的機器人明顯比FLL的全部用樂高材料搭建的體積大很多了,由于筆者沒參與過,機器人生涯直接從上一等級FLL跳到了下一等級FRC,所以并不是很了解,但是好消息是,筆者的另一個在紐約的女神是做FTC的,看來有空還要多交流呀。 四、FVC 傳言這個比賽是FTC的前身,所以關(guān)于比賽的內(nèi)容和FTC差不多,所以就不更多的介紹了。FVC現(xiàn)在在First官網(wǎng)已經(jīng)看不到了。這個比賽到底歸不歸First來運營也是有很大的爭議。不過筆者從之前幾年經(jīng)驗(那時還在上初中,參加其他比賽的時候)來看,VEX的比賽從道具到場地,處處標(biāo)著First的標(biāo)志,也許是運營上的分歧,導(dǎo)致VEX項目后來獨立運營(筆者的猜測)。但是關(guān)于這個比賽,國內(nèi)每年依然有很多隊伍參加,而且也是由政府主導(dǎo)的比賽。筆者所在的高中之前是做VEX這個項目的,但是根據(jù)隊伍教練和老一輩的學(xué)長說,這個比賽經(jīng)常更換器材材料,如若不更新,強度是根本無法和新材料對抗的,所以投入是巨大的(傳聞筆者所在的學(xué)校就是因為器材的更新帶來巨大的財政壓力,放棄了這個比賽,之前成績也是非常不錯的,每年都進(jìn)全國賽)。 筆者為了嚴(yán)謹(jǐn),登陸了一下VEX的網(wǎng)站,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在VEX也想獨立發(fā)展成為一整個體系。網(wǎng)站主要分為三塊內(nèi)容,分別是VEX IQ,適用于中學(xué)的STEM教育(科學(xué)Science、技術(shù)Technology、工程Engineering、數(shù)學(xué)Mathematics)、VEX EDR(就是在國內(nèi)推行的VEX機器人競賽)、VEX PRO(賣FRC的器材,所以多多少少和First還是有關(guān)系的,不過筆者現(xiàn)在正在準(zhǔn)備參加明年的FRC競賽,盡然不知VEX同樣是器材供應(yīng)商) 五、FRC FRC是FIRST 聯(lián)盟中歷史最悠久的比賽。這個比賽面向全球所有的高中生團(tuán)隊。會在每年的九月底開放注冊。每年的一月三日,F(xiàn)IRST聯(lián)盟會根據(jù)計劃推出一份全新的比賽要求,所有參賽隊伍必須按要求中所涉及到的內(nèi)容在六周內(nèi)完成機器人的搭建,并對機器人進(jìn)行封裝運往賽區(qū), 制作出機器人來完成規(guī)則上所涉及到的內(nèi)容。 在比賽當(dāng)中,通過三隊三隊的無序聯(lián)盟組合進(jìn)行篩選,最后令人尊敬的幾幾支隊伍(無論是得分高低 還是機械構(gòu)造,甚至是程序搭建與市場運營)可以選擇與其他相對不足的團(tuán)隊組建成冠軍聯(lián)盟,與所選參賽隊伍和其他聯(lián)盟進(jìn)行抗衡,像是一個球隊,更加增添了比賽的可挑戰(zhàn)性與團(tuán)隊協(xié)作性。參加?賽的隊伍必須在六周時間內(nèi),使用由FIRST聯(lián)盟提供的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)套件充當(dāng)核心控制主機,來完成隊伍的機器人構(gòu)建,搭建期間可以得到導(dǎo)師、志愿者以及社會企業(yè)的贊助與指導(dǎo)。在這六周時間結(jié)束后,隊伍可以將他們的機器人通過聯(lián)邦快遞運輸?shù)街白赃^的比賽區(qū)域,也可以同時注冊多個區(qū)域。從三月初到四月底,在美國及世界各地都會有區(qū)域性的比賽。FRC總決賽將會于四月中下旬 在密蘇里里州圣路易斯舉行,在區(qū)域比賽中獲得優(yōu)異成績的隊伍可被邀請參加總決賽。比賽的獎項是通過多種標(biāo)準(zhǔn)來評判的,不僅要求在技術(shù)上精益求精,更加需要衡量一個隊伍能否實現(xiàn)FIRST的宗旨,將高尚的團(tuán)隊合作與敬業(yè)精神體現(xiàn)在比賽當(dāng)中。領(lǐng)袖獎是FIRST聯(lián)盟中最負(fù)盛名的獎項,通常頒發(fā)給能夠傳承這一理念的團(tuán)隊。 這種大型的機器人,工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn),筆者一見到就開始分泌腎上腺激素。 本文作者:吳子謙 |
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