👩🏽‍🎨 🏭 📢 Illinois School Robotics Wettbewerb ♿️ ✊🏼 💲

Kürzlich nahm ich als Richter an einem Robotikwettbewerb unter Schülern einer High School in Batavia (Rotolo Middle School, Batavia), Illinois, USA teil. Ich möchte über diese Wettbewerbe erzählen - die Jungs, die an ihnen teilgenommen haben, sowie ihre Roboter haben mich beeindruckt.

Wie ich zu Wettbewerben kam

In der Tat ganz zufällig. Ich mache Teilchenphysik im NOvA-Experiment in Fermilab, einem nationalen Beschleunigerlabor in Illinois, unweit von Chicago. Die Schule, in der die Wettbewerbe abgehalten wurden, befindet sich in der Nähe des Labors. Diese Wettbewerbe finden dort seit mehreren Jahren statt, und mehrere Personen aus Fermilab haben zum ersten Mal als Richter daran teilgenommen. Sie brauchten Freiwillige, und sie riefen meine Freunde an, und sie riefen mich bereits an.

In meinem Berufsleben beschäftige ich mich mit Softwareentwicklung und Wissenschaft, aber ich habe mich nie mit Robotern beschäftigt. Die Beurteilung erforderte jedoch eher gesunden Menschenverstand und die Fähigkeit, Fragen richtig zu stellen als Fachwissen. Wie genau die Wettbewerbe stattfanden und die Roboter bewertet wurden, werde ich weiter unten sagen - das ist ziemlich interessant.

Über Wettbewerbe

Der Wettbewerb, bei dem ich Richter war - die FIRST® Tech Challenge (FTC) - ist eine der FIRST® Robotik-Wettbewerbslinien . Ebenfalls im Sortiment sind der FIRST® Robotics Competition für etwa die gleiche Altersklasse sowie die FIRST® LEGO® League für jüngere Schüler. Schüler der Klassen 7-12 (12-18 Jahre) nehmen an der FTC teil. FTC ist ein ziemlich beliebter Wettbewerb, an dem Teams aus rund 40 Ländern teilnehmen. In Russland findet die FTC vom 20. bis 21. Februar in Sotschi statt .

Wie sind die Wettbewerbe?

Die Basis des Wettbewerbs sind die Roboterspiele. Die Spiele ändern sich jedes Jahr, diesmal war es ein RES-Q-Spiel, bei dem 4 Roboter (in Zweierteams) sich auf dem Spielfeld bewegen und an bestimmten Stellen auf dem Spielfeld Würfel und Bälle sammeln, Knöpfe drücken, die Figuren der Männer in Körbe bewegen und darauf klettern müssen Rampe und drücken Sie die Hebel an den Seiten der Rampe. Zwei gegnerische Teams können sich nicht absichtlich gegenseitig stören, den Durchgang blockieren usw. (weitere Einzelheiten zu den Regeln finden Sie beispielsweise hier ).

Das Feld für das Spiel mit Rampen, Bällen und lokalisierten Robotern sieht folgendermaßen aus:

Die Spielregeln sind nicht sehr ausgewogen - aber ich möchte keine Spoiler schreiben, weil in Russland der Wettbewerb noch nicht vorbei ist. Ich denke, die Regeln könnten ausgewogener sein, wenn sie jedes Jahr mit geringfügigen Änderungen beibehalten würden, aber andererseits würden Roboter zu spezialisiert.

Insgesamt gab es zwei Arten von Auszeichnungen - Auszeichnungen, die von Richtern in verschiedenen Nominierungen vergeben wurden (für die Nominierungen der Richter war die Effektivität des Roboters während der Spiele von Bedeutung, aber nicht nur das - siehe unten) und separate Auszeichnungen für Spielgewinner. Die Hauptnominierung der Juroren erfolgt in der Kategorie Inspire - das beste Team in Bezug auf die Kombination aus technischem Training, Qualität des Roboters, Qualität des technischen Berichts usw. Es gibt auch Kategorien Think, Innovate und einige andere - hier werden Preise für die besten technischen Lösungen, originellen Ideen usw. vergeben.

Wie Teams bewertet werden

Ein interessantes Merkmal des Schiedsrichters ist, dass nicht nur die technischen Eigenschaften des Roboters und das technische Wissen des Teams bewertet werden. Es wäre interessant, russische Wettbewerbe zu beobachten, da in Russland, wie es mir scheint, der Schwerpunkt traditionell auf dem technischen Teil liegt.

Neben dem technischen Teil wurde auch das soziale Engagement des Teams bewertet - viele Teams veranstalteten beispielsweise Meisterkurse und Demonstrationen in Schulen, Museen usw. ... Einige dieser Aktivitäten wurden von den Teams selbst organisiert, andere von der FTC. Um die besten sozialen Aktivitäten zu ermitteln, gab es eine separate „Connect“ -Nominierung, die übrigens von einem Team gewonnen wurde, das von einer örtlichen Pizzeria gesponsert wurde. Sie lockten viele Studenten durch kostenlose Pizza zu ihren Veranstaltungen.

Ein weiteres interessantes (und sehr amerikanisches) Merkmal ist, dass die Teams selbst Sponsoren suchen. Sie verdienen kein Geld damit, aber dies gibt ihnen die Möglichkeit, Teile zu kaufen, Hemden mit Logos für sich selbst herzustellen, ~~Richter zu bestechen~~ und so weiter, und es erhöht auch die Motivation. Das Sponsoring war sehr unterschiedlich - jemand hatte keine privaten Sponsoren, die Schule teilte ihnen Geld zu, viele wurden aus kleinen privaten Quellen (ich denke, hauptsächlich Eltern) gesponsert, einige von privaten Unternehmen wie dieser Pizzeria, einige dann von großen Unternehmen - eines der Teams wurde zum Beispiel von Motorola und eines von Microsoft gesponsert. Die durchschnittliche Menge an gesammelten Geldern betrug ungefähr 1.000 USD pro Saison, das Obstsalat-Team hatte einen Rekord von ungefähr 8.000 USD, dasselbe Team erhielt schließlich einen Preis in der Hauptnominierung.

Darüber hinaus haben Teams häufig eine eigene Website und eine eigene Facebook-Seite. Zum Beispiel solche Befehle: GotRobot , Octopi , Obstsalat usw. Kurz gesagt, für Teams bedeutet dies neben dem Wettbewerb auch die Organisation und Förderung eines kleinen Unternehmens.

So sahen die Teams und ihre Roboter aus:

Und hier sind die Spiele selbst (die Schiedsrichter tragen blaue Roben und die Schiedsrichter gestreifte Trikots):

Die Vorbereitung der Teams und die Qualität des technischen Berichts waren für verschiedene Teams sehr unterschiedlich. Technische Dokumente für viele Teams bestanden aus Broschüren mit kurzen Berichten über ihre wöchentlichen Fortschritte, von denen nichts klar war, aber die besten Berichte waren ein Wunder der technischen Dokumentation, insbesondere für Schulkinder. Einer der Berichte von höchster Qualität stammte vom sehr erfolgreichen Obstsalat-Team - es gab Berichte über Ereignisse, Finanzberichte über geliehene Gelder, Abbildungen in AutoCAD, Codebeispiele, Abbildungen der Verwendung von Kanban-Boards usw. Leider habe ich ihre technischen Dokumente nirgendwo öffentlich gefunden - anscheinend sind technische Geheimnisse vor anderen Teams geschützt.

Es ist auch interessant, dass viele Teams den 3D-Druck einiger Elemente ihres Roboters bestellt haben - normalerweise waren dies keine sehr wichtigen Details, zum Beispiel ein Telefonhalter oder eine Box zum Verlegen von Drähten, aber es gab ein Team, das zum Beispiel 3D-Druck verwendete, um die Räder des Roboters zu erstellen.

Einige technische Details

Der Hauptteil der für den Wettbewerb zugelassenen Teile ist das TETRIX-Robotik-Kit für mechanische Teile und Servos, Antriebs- und Stromverteilungssteuerungen und ein Android-Telefon als Hauptplattform für Programme sowie ein zweites Telefon, das Signale von Gamepads empfängt und an das erste sendet. Das Programmieren ist nur in Java in Android Studio oder App Inventor zulässig.

Einige Technologien, die für solche Roboter logisch erscheinen, beispielsweise der Raspberry Pi, dürfen nicht verwendet werden. Soweit ich weiß, können sich technische Regeln ziemlich schnell ändern, also werden sie es vielleicht eines Tages zulassen.

Einige Funktionen von Robotern wurden automatisiert, zum Beispiel verwendeten Teams Farbsensoren, um den rechten Knopf zu drücken, aber die meisten Funktionen wurden über Gamepads gesteuert. Normalerweise hatte jeder Roboter zwei Fahrer - einer war für die Bewegung verantwortlich, der zweite für den Betrieb von Mechanismen, mit denen Würfel gesammelt oder der Hügel erklommen werden konnten .

Und ein bisschen Philosophie

Amerikanische Schulen fördern jetzt STEM (Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen, Mathematik). Dies ist ein Schlüsselwort auf den VEX- und FTC-Websites und wurde auch ständig im Wettbewerbsprozess verwendet - während der Preisverleihung sowie in den Eröffnungsreden lokaler Beamter.

Nach meiner Erfahrung ist diese Reihe von Naturwissenschaften und Mathematik an unseren Schulen und Universitäten immer noch viel stärker - bis es zu der sehr wissenschaftlichen Arbeit kommt, mit der wir eine schlechte Zeit haben. Hier ist die schulische und universitäre Ausbildung in Naturwissenschaften und Mathematik im Durchschnitt eher schwach, und um dies zu ändern, muss man starke wissenschaftliche Schulen aufbauen.

Was Technologie und Technik betrifft, kann ich nur anhand kleiner Manifestationen beurteilen, wie zum Beispiel diesen Wettbewerb. Aber es scheint mir, dass diese Bereiche hier besser entwickelt sind und die Grundlagen für eine große Lücke geschaffen werden. Zum Beispiel spricht die Popularität der Robotik dafür. In Illinois nahmen nach Angaben des letzten Jahres 110 bis 120 Teams mit 13 Millionen Einwohnern an diesen Roboterwettbewerben teil ( von hier aus ). Zum Vergleich: Bei ähnlichen Wettbewerben in Russland FTCRussiaOpen, die ich bereits erwähnt habe, sind 25 Teams registriert.

Ich denke, es ist besser, einen solchen Unterschied nicht als Grund zur Aufregung, sondern als Feld für Chancen wahrzunehmen. Das Notwendigste dafür ist Initiative und Motivation, die mehr als technische Ausbildung und sogar Geld benötigen. Zum Beispiel gab es unter den Teams in diesem Wettbewerb ein Team, das nur von der Schule und ohne erwachsene Mentoren gesponsert wurde, mit Ausnahme einer Person, die ihnen von Zeit zu Zeit half.

Ich bin mir nicht sicher, ob die amerikanische Erfahrung direkt auf unseren Boden übertragen werden kann, obwohl dies ein interessantes Experiment wäre. Wie ich bereits sagte, achten wir traditionell eher auf die technische als auf die organisatorische Seite (eine lustige Tatsache: Alle ausländischen FTC-Websites konzentrieren sich auf Sport- und Bildungsveranstaltungen, und ich konnte die technische Spezifikation von Robotern dort auf der russischen FTC-Website nicht finden das erste, worauf meine Augen fielen). Um eine Teamfinanzierung aus einem lokalen Unternehmen aufzubauen, müssen daher einige Stereotypen gebrochen werden. Andererseits halte ich es nicht für so unmöglich - aufgrund meiner Erfahrung im Umgang mit Menschen aus Unternehmen ist ein Unternehmen jeder Größe sozial verantwortlicher als Beamte, und es kann durchaus einen bestimmten Geldbetrag spenden, zumal das Team ihn letztendlich verwenden wird Symbolik.