🧙🏽 ➖ 🔞 Concours de robotique scolaire de l'Illinois 🏅 👩🏾‍🤝‍👨🏼 🏁

Récemment, j'ai participé en tant que juge à un concours de robotique entre lycéens dans un lycée de Batavia (Rotolo Middle School, Batavia), Illinois, USA. Je voudrais parler de ces compétitions - les gars qui y ont participé, ainsi que leurs robots, m'ont impressionné.

Comment je me suis retrouvé en compétition

En fait, tout à fait par accident. Je fais de la physique des particules dans l'expérience NOvA au Fermilab, un laboratoire national d'accélérateurs dans l'Illinois, non loin de Chicago. L'école dans laquelle les concours ont été organisés est proche du laboratoire, et ces concours s'y déroulent depuis plusieurs années, et plusieurs personnes du Fermilab y ont participé pour la première fois en tant que juges. Ils avaient besoin de volontaires, et ils ont appelé mes amis, et ils m'ont déjà appelé.

Dans ma vie professionnelle, je fais du développement logiciel et de la science, mais je n'ai jamais été impliqué dans les robots. Mais juger exigeait plutôt du bon sens et la capacité de poser des questions correctement que des connaissances spécialisées. Comment exactement les compétitions ont été organisées et les robots ont été évalués, je dirai ci-dessous - c'est assez intéressant.

À propos des compétitions

La compétition dans laquelle j'ai été juge - le FIRST® Tech Challenge (FTC) - est l'une des lignes de compétition de robotique FIRST® . La compétition FIRST® Robotics pour la même catégorie d'âge, ainsi que la FIRST® LEGO® League pour les plus jeunes, font également partie de la gamme. Les élèves des classes 7-12 (12-18 ans) participent à la FTC. La FTC est une compétition assez populaire, avec des équipes d'une quarantaine de pays participant au monde. En Russie, la FTC se tiendra du 20 au 21 février à Sotchi .

Comment sont les compétitions

La base de la compétition est les jeux de robots. Les jeux changent chaque année, cette fois c'était un jeu RES-Q dans lequel 4 robots (par équipes de 2) doivent se déplacer sur le terrain et collecter des cubes et des balles à des points spécifiques sur le terrain, appuyer sur les boutons, déplacer les figures des hommes dans des paniers, monter sur rampe et appuyez sur les leviers sur les côtés de la rampe. Deux équipes adverses ne peuvent pas intentionnellement interférer entre elles, bloquer le passage, etc. (pour plus de détails sur les règles, voir par exemple ici ).

Le champ du jeu avec des rampes, des balles et des robots localisés ressemble à ceci:

Les règles du jeu ne sont pas très équilibrées - mais je ne veux pas écrire de spoilers, car en Russie la compétition n'est pas encore passée. Je pense que les règles pourraient être plus équilibrées si elles étaient maintenues avec des changements mineurs chaque année, mais, d'autre part, les robots deviendraient trop spécialisés.

Au total, il y avait 2 gammes de récompenses - des récompenses décernées par des juges dans différentes nominations (pour les nominations de juges, l'efficacité du robot pendant les jeux comptait, mais pas seulement - voir ci-dessous), et des récompenses distinctes pour les gagnants du jeu. La nomination principale des juges est faite dans la catégorie Inspire - la meilleure équipe en termes de combinaison de formation technique, qualité du robot, qualité du rapport technique, etc. Il existe également des catégories Pensez, Innovez et plusieurs autres - ici des prix sont décernés pour les meilleures solutions d'ingénierie, des idées originales, etc.

Comment les équipes sont notées

Une caractéristique intéressante de l'arbitrage ici est que non seulement les caractéristiques techniques du robot et les connaissances techniques de l'équipe sont évaluées. Il serait intéressant d'observer les compétitions russes, car en Russie, comme il me semble, l'accent est traditionnellement mis sur la partie technique.

En plus de la partie technique, l'implication sociale de l'équipe a également été évaluée - de nombreuses équipes, par exemple, ont organisé des master classes et des démonstrations dans les écoles, les musées, etc. ... Une partie de cette activité a été organisée par les équipes elles-mêmes et d'autres par la FTC. Pour identifier les meilleurs dans l'activité sociale, il y avait une nomination «Connect» distincte, qui a d'ailleurs été remportée par une équipe parrainée par une pizzeria locale - ils ont attiré de nombreux étudiants à leurs événements grâce à la pizza gratuite.

Une autre caractéristique intéressante (et très américaine) est que les équipes elles-mêmes recherchent des sponsors. Ils ne gagnent pas d'argent sur cela, mais cela leur donne la possibilité d'acheter des pièces, de fabriquer des chemises avec des logos pour eux-mêmes, de ~~corrompre les juges~~ , etc., et cela ajoute également de la motivation. Le parrainage était très différent - quelqu'un n'avait pas de parrainage privé, l'école leur allouait de l'argent, beaucoup étaient parrainés par de petites sources privées (je pense, principalement des parents), certains d'entreprises privées, comme cette pizzeria, certains puis de grandes sociétés - une des équipes, par exemple, était parrainée par Motorola, et une autre - par Microsoft. Le montant moyen des fonds recueillis était d'environ 1 000 $ par saison, l'équipe Fruit Salad avait un record - environ 8 000 $, la même équipe a finalement reçu un prix dans la nomination principale.

De plus, les équipes ont souvent leur propre site Web et page Facebook. Par exemple, de telles commandes: GotRobot , Octopi , Fruit Salad , etc. Bref, pour les équipes, en plus de la compétition, c'est aussi quelque chose comme l'organisation et la promotion d'une petite entreprise.

Voici à quoi ressemblaient les équipes et leurs robots:

Et voici les jeux eux-mêmes (les arbitres sont en robes de chambre bleues, et l'arbitre en T-shirts rayés):

La préparation des équipes et la qualité du rapport technique ont été très différentes selon les équipes. Les documents techniques de nombreuses équipes étaient constitués de brochures contenant de brefs rapports sur leurs progrès hebdomadaires, dont rien n'était clair, mais les meilleurs rapports étaient un miracle de documentation technique, en particulier pour les écoliers. L'un des rapports de la plus haute qualité provenait de l'équipe très gagnante de Fruit Salad - il y avait des rapports sur les événements organisés, des rapports financiers sur les fonds levés, des illustrations dans AutoCAD, des exemples de code, des illustrations de l'utilisation de tableaux kanban, etc. Malheureusement, je n'ai trouvé leurs documents techniques nulle part dans le domaine public - apparemment, les secrets techniques sont protégés des autres équipes.

Il est également intéressant de noter que de nombreuses équipes ont commandé l'impression 3D de certains éléments de leur robot - ce n'étaient généralement pas des détails très importants, par exemple, un support de téléphone ou une boîte pour placer des fils, mais il y avait une équipe qui utilisait, par exemple, l'impression 3D pour créer les roues du robot.

Quelques détails techniques

La partie principale des pièces autorisées pour la compétition est le kit de robotique TETRIX pour les pièces mécaniques et les servos, les contrôleurs de distribution et d'alimentation et un téléphone Android comme plate-forme principale pour les programmes, ainsi qu'un deuxième téléphone qui reçoit les signaux des manettes de jeu et les envoie au premier. La programmation n'est autorisée qu'en java dans Android Studio ou App Inventor.

Certaines technologies qui semblent logiques pour de tels robots, par exemple le Raspberry Pi, sont interdites d'utilisation. Pour autant que je sache, les règles techniques peuvent changer assez rapidement, alors peut-être un jour elles le permettront.

Certaines fonctions des robots ont été automatisées, par exemple, les équipes ont utilisé des capteurs de couleur pour appuyer sur le bouton droit, mais la plupart des fonctions étaient contrôlées via des manettes de jeu, généralement chaque robot avait deux pilotes - l'un était responsable du mouvement, le second du fonctionnement des mécanismes permettant de collecter des cubes ou de gravir la colline .

Et un peu de philosophie

Les écoles américaines font désormais la promotion des STEM (science, technologie, ingénierie, mathématiques). Il s'agit d'un mot-clé sur les sites Web VEX et FTC, et a également été constamment utilisé dans le processus de compétition - lors de la remise des prix, ainsi que dans les remarques d'ouverture des responsables locaux.

D'après mon expérience, à partir de cet ensemble de sciences et de mathématiques est encore beaucoup plus fort dans nos écoles et universités - jusqu'à ce qu'il s'agisse du travail très scientifique avec lequel nous avons un mauvais moment. Ici, la formation scolaire et universitaire en sciences naturelles et mathématiques est, en moyenne, plutôt faible, et pour la changer, il faut développer des écoles scientifiques solides.

En ce qui concerne la technologie et l'ingénierie - je ne peux que juger par de petites manifestations, comme, par exemple, cette compétition. Mais il me semble que ces domaines sont mieux développés ici, et les préparatifs sont en cours pour combler un grand écart. Par exemple, la popularité de la robotique en est la preuve. Dans l'Illinois, selon les données de l'année dernière, 110 à 120 équipes de 13 millions d'habitants ont participé à ces compétitions de robots ( prises à partir d'ici ). A titre de comparaison, lors de compétitions similaires en Russie FTCRussiaOpen, dont j'ai déjà parlé, 25 équipes sont inscrites.

Je pense qu'il vaut mieux percevoir une telle différence non pas comme une raison d'être bouleversé, mais comme un champ d'opportunités. La chose la plus nécessaire pour cela est l'initiative et la motivation, qui sont plus nécessaires que la formation technique et même l'argent. Par exemple, parmi les équipes de ce concours, il y avait une équipe parrainée uniquement par l'école et sans mentors adultes, à l'exception d'une personne qui les aidait de temps en temps.

Je ne suis pas sûr que l'expérience américaine puisse être directement transférée sur notre sol, bien que ce soit une expérience intéressante. Par exemple, comme je l'ai déjà dit, nous accordons traditionnellement plus d'attention au côté technique qu'à l'organisation (un fait amusant: tous les sites Web étrangers de la FTC se concentrent sur les événements sportifs et éducatifs, et je n'y trouvais pas les spécifications techniques des robots, sur le site Web de la FTC russe, c'était la première chose sur laquelle mes yeux sont tombés). Par conséquent, afin de constituer un financement d'équipe à partir d'une entreprise locale, certains stéréotypes doivent être brisés. D'un autre côté, je ne pense pas que ce soit si impossible - d'après mon expérience avec les gens d'affaires, une entreprise de toute taille est plus socialement responsable que les fonctionnaires, et elle pourrait bien donner une certaine somme d'argent, d'autant plus qu'au final l'équipe l'utilisera symbolisme.