🌾 🏚️ ♑️ Concurso de robótica de la escuela de Illinois 👩🏻‍🔬 🤾🏻 👨🏿‍⚖️

Recientemente, participé como juez en una competencia de robótica entre estudiantes de secundaria en una escuela secundaria en Batavia (Rotolo Middle School, Batavia), Illinois, EE. UU. Me gustaría contarles sobre estas competiciones: los muchachos que participaron en ellas, así como sus robots, me impresionaron.

Cómo terminé en competiciones

De hecho, por casualidad. Hago física de partículas en el experimento NOvA en Fermilab, un laboratorio nacional de aceleradores en Illinois, no lejos de Chicago. La escuela en la que se celebraron los concursos está cerca del laboratorio, y estos concursos se han celebrado allí durante varios años, y varias personas de Fermilab han participado en ellos como jueces por primera vez. Necesitaban voluntarios, llamaron a mis amigos y ya me llamaron.

En mi vida profesional, desarrollo ciencia y desarrollo de software, pero nunca he estado involucrado en robots. Pero juzgar requería, más bien, sentido común y la capacidad de hacer preguntas correctamente que el conocimiento especializado. Como diré exactamente las competiciones y los robots fueron evaluados, lo diré a continuación: esto es bastante interesante.

Sobre competiciones

La competencia en la que fui juez, el FIRST® Tech Challenge (FTC), es una de las líneas de competencia de robótica FIRST® . También en la alineación están la Competencia de Robótica FIRST® para aproximadamente la misma categoría de edad, así como la Liga FIRST® LEGO® para estudiantes más jóvenes. Los alumnos de los grados 7-12 (12-18 años) participan en la FTC. FTC es una competencia bastante popular, con equipos de alrededor de 40 países que participan en el mundo. En Rusia, la FTC se realizará del 20 al 21 de febrero en Sochi .

Como son las competiciones

La base de la competencia son los juegos de robots. Los juegos cambian cada año, esta vez fue un juego RES-Q en el que 4 robots (en equipos de 2) deben moverse por el campo y recoger cubos y bolas en ciertos puntos del campo, presionar botones, mover las figuras de los hombres a las canastas, subir a rampa y presione las palancas a los lados de la rampa. Dos equipos opuestos no pueden interferir intencionalmente entre sí, bloquear el paso, etc. (para más detalles sobre las reglas, ver, por ejemplo, aquí ).

El campo para el juego con rampas, pelotas y robots ubicados se ve así:

Las reglas del juego no son muy equilibradas, pero no quiero escribir spoilers, porque en Rusia la competencia aún no ha pasado. Creo que las reglas podrían ser más equilibradas si se mantuvieran con cambios menores cada año, pero, por otro lado, los robots se volverían demasiado especializados.

Hubo 2 líneas de premios en total: premios otorgados por jueces en diferentes nominaciones (para las nominaciones de los jueces, la efectividad del robot durante los juegos importó, pero no solo eso, ver a continuación), y premios por separado para los ganadores del juego. La nominación principal de los jueces se realiza en la categoría Inspire: el mejor equipo en términos de combinación de capacitación técnica, calidad del robot, calidad del informe técnico, etc. También hay categorías Think, Innovate y varias otras: aquí se otorgan premios por las mejores soluciones de ingeniería, ideas originales, etc.

Cómo se clasifican los equipos

Una característica interesante del arbitraje aquí es que no solo se evalúan las características técnicas del robot y los conocimientos técnicos del equipo. Sería interesante observar las competiciones rusas, ya que en Rusia, como me parece, el énfasis se coloca tradicionalmente en la parte técnica.

Además de la parte técnica, también se evaluó la participación social del equipo: muchos equipos, por ejemplo, impartieron clases magistrales y demostraciones en escuelas, museos, etc. ... Parte de esta actividad fue organizada por los propios equipos, y otros por la FTC. Para identificar lo mejor en la actividad social, hubo una nominación por separado "Connect", que, por cierto, fue ganada por un equipo patrocinado por una pizzería local: atrajeron a muchos estudiantes a sus eventos a través de pizza gratis.

Otra característica interesante (y muy estadounidense) es que los propios equipos están buscando patrocinadores. No ganan dinero con esto, pero esto les da la oportunidad de comprar piezas, hacer camisetas con logotipos para sí mismos, ~~sobornar a jueces,~~ etc., y también agrega motivación. El patrocinio fue muy diferente: alguien no tenía patrocinadores privados, la escuela les asignó dinero, muchos fueron patrocinados por pequeñas fuentes privadas (creo, principalmente padres), algunos de compañías privadas, como esa pizzería, algunos luego de grandes corporaciones, uno de los equipos, por ejemplo, fue patrocinado por Motorola y uno más, por Microsoft. La cantidad promedio de fondos recaudados fue de aproximadamente $ 1,000 por temporada, el equipo de Fruit Salad tuvo un récord: alrededor de $ 8,000, el mismo equipo finalmente recibió un premio en la nominación principal.

Además, los equipos a menudo tienen su propio sitio web y página de Facebook. Por ejemplo, dichos comandos: GotRobot , Octopi , Fruit Salad , etc. En resumen, para los equipos, además de la competencia, también es algo así como organizar y promover una pequeña empresa.

Así es como se veían los equipos y sus robots:

y aquí están los juegos en sí (los jueces están vestidos con túnicas azules y el árbitro con camisetas a rayas):

La preparación de los equipos y la calidad del informe técnico fueron muy diferentes para los diferentes equipos. Los documentos técnicos de muchos equipos eran folletos con breves informes sobre su progreso semanal, de los cuales nada estaba claro, pero los mejores informes fueron un milagro de documentación técnica, especialmente para los escolares. Uno de los informes de más alta calidad fue del equipo ganador de Fruit Salad: hubo informes sobre eventos celebrados, informes financieros sobre fondos prestados, ilustraciones en AutoCAD, ejemplos de código, ilustraciones del uso de tableros kanban, etc. Desafortunadamente, no he encontrado sus documentos técnicos en ningún lugar del dominio público; aparentemente, los secretos técnicos están protegidos de otros equipos.

También es interesante que muchos equipos ordenaron la impresión en 3D de algunos elementos de su robot; por lo general, estos no eran detalles muy significativos, por ejemplo, un soporte para teléfono o una caja para colocar cables, pero había un equipo que usaba, por ejemplo, impresión en 3D para crear las ruedas del robot.

Algunos detalles técnicos

La parte principal de las partes permitidas para la competencia es el kit de robótica TETRIX para piezas mecánicas y servos, controladores y controladores de distribución de energía y un teléfono Android como plataforma principal para programas, así como un segundo teléfono que recibe señales de los mandos de juego y los envía al primero. La programación solo está permitida en Java en Android Studio o App Inventor.

Se prohíbe el uso de algunas tecnologías que parecen lógicas para tales robots, por ejemplo, Raspberry Pi. Hasta donde yo sé, las reglas técnicas pueden cambiar bastante rápido, por lo que tal vez algún día se permita.

Algunas funciones de los robots se automatizaron, por ejemplo, los equipos usaron sensores de color para presionar el botón derecho, pero la mayoría de las funciones se controlaron a través de gamepads, generalmente cada robot tenía dos controladores: uno era responsable del movimiento, el segundo para la operación de mecanismos que permitían recoger cubos o subir la colina .

Y un poco de filosofía

Las escuelas estadounidenses ahora están promoviendo STEM (ciencia, tecnología, ingeniería, matemáticas). Esta es una palabra clave en los sitios web de VEX y FTC, y también se usó constantemente en el proceso de competencia, durante la presentación de premios, así como en los comentarios de apertura de los funcionarios locales.

En mi experiencia, de este conjunto de ciencias y matemáticas aún es mucho más fuerte en nuestras escuelas y universidades, hasta que se trata del trabajo científico con el que pasamos un mal momento. Aquí, la formación escolar y universitaria en ciencias naturales y matemáticas es, en promedio, bastante débil, y para cambiarla hay que desarrollar escuelas científicas sólidas.

En cuanto a la tecnología y la ingeniería, solo puedo juzgar por pequeñas manifestaciones, como, por ejemplo, esta competencia. Pero me parece que estas áreas están mejor desarrolladas aquí, y se está preparando el terreno para una gran brecha. Por ejemplo, la popularidad de la robótica habla de esto. En Illinois, según datos del año pasado, 110-120 equipos con 13 millones de habitantes participaron en estas competiciones de robots ( tomadas de aquí ). A modo de comparación, en competiciones similares en Rusia FTCRussiaOpen, que ya he mencionado, se registraron 25 equipos.

Creo que es mejor percibir esa diferencia no como una razón para estar molesto, sino como un campo de oportunidades. Lo más necesario para esto es la iniciativa y la motivación, que se necesita más que capacitación técnica e incluso dinero. Por ejemplo, entre los equipos en esta competencia había un equipo patrocinado solo por la escuela y sin mentores adultos, con la excepción de una persona que los ayudaba de vez en cuando.

No estoy seguro de que la experiencia estadounidense se pueda transferir directamente a nuestro suelo, aunque este sería un experimento interesante. Por ejemplo, como ya dije, tradicionalmente prestamos más atención al aspecto técnico, en lugar del organizativo (un hecho curioso: todos los sitios web extranjeros de la FTC se centran en eventos deportivos y educativos, y no pude encontrar la especificación técnica de los robots allí, en el sitio web ruso de la FTC era lo primero que me llamó la atención). Por lo tanto, para construir un equipo de financiamiento de un negocio local, se deben romper algunos estereotipos. Por otro lado, no creo que sea tan imposible: desde mi experiencia en el trato con personas de negocios, un negocio de cualquier tamaño es más socialmente responsable que los funcionarios, y bien puede donar una cierta cantidad de dinero, especialmente porque al final el equipo lo usará simbolismo