✍🏿 👃🏽 💢 Competição de robótica escolar de Illinois ⛓️ 🕺🏿 👨‍👨‍👧‍👦

Recentemente, participei como juiz de uma competição de robótica entre estudantes do ensino médio de uma escola secundária em Batavia (Rotolo Middle School, Batavia), Illinois, EUA. Eu gostaria de contar sobre essas competições - os caras que participaram delas, assim como seus robôs, me impressionaram.

Como acabei nas competições

De fato, por acidente. Faço física de partículas no experimento NOvA no Fermilab, um laboratório nacional de aceleradores em Illinois, não muito longe de Chicago. A escola em que as competições foram realizadas fica perto do laboratório, e essas competições são realizadas há vários anos, e várias pessoas do Fermilab participaram delas como juízes pela primeira vez. Eles precisavam de voluntários e ligaram para meus amigos e já me ligaram.

Na minha vida profissional, desenvolvo ciência e desenvolvimento de software, mas nunca estive envolvido em robôs. Mas julgar exigia, antes, bom senso e capacidade de fazer perguntas corretamente do que conhecimento especializado. Como exatamente as competições foram realizadas e os robôs foram avaliados, vou contar abaixo - isso é bastante interessante.

Sobre competições

A competição em que eu fui juiz - o FIRST® Tech Challenge (FTC) - é uma das linhas de competição de robótica FIRST® . Também nessa faixa está a Competição de Robótica FIRST® para a mesma faixa etária, bem como a Liga LEGO® FIRST® para estudantes mais jovens. Alunos das séries 7 a 12 (12 a 18 anos) participam da FTC. A FTC é uma competição bastante popular, com equipes de cerca de 40 países participando do mundo. Na Rússia, a FTC será realizada de 20 a 21 de fevereiro em Sochi .

Como estão as competições

A base da competição são os jogos de robôs. Os jogos mudam todos os anos, desta vez foi um jogo RES-Q no qual 4 robôs (em equipes de 2) devem se mover pelo campo e coletar cubos e bolas em determinados pontos do campo, pressionar botões, mover figuras de homens para cestas, subir em rampa e pressione as alavancas nas laterais da rampa. Duas equipes adversárias não podem intencionalmente interferir entre si, bloquear a passagem e assim por diante (para obter mais detalhes sobre as regras, consulte, por exemplo, aqui ).

O campo para o jogo com rampas, bolas e robôs localizados fica assim:

As regras do jogo não são muito equilibradas - mas não quero escrever spoilers, porque na Rússia a competição ainda não passou. Acho que as regras poderiam ser mais equilibradas se fossem mantidas com pequenas alterações a cada ano, mas, por outro lado, os robôs se tornariam especializados demais.

No total, houve 2 linhas de prêmios - prêmios concedidos por juízes em diferentes nomeações (para indicações de juízes, a eficácia do robô durante os jogos importava, mas não apenas isso - veja abaixo), e prêmios separadamente para os vencedores dos jogos. A principal indicação dos juízes é feita na categoria Inspire - a melhor equipe em termos de combinação de treinamento técnico, qualidade do robô, qualidade do relatório técnico etc. Existem também categorias Pense, Inove e várias outras - aqui são concedidos prêmios pelas melhores soluções de engenharia, idéias originais e assim por diante.

Como as equipes são classificadas

Uma característica interessante da arbitragem aqui é que não apenas as características técnicas do robô e o conhecimento técnico da equipe são avaliados. Seria interessante observar as competições russas, já que na Rússia, ao que me parece, a ênfase é tradicionalmente colocada na parte técnica.

Além da parte técnica, também foi avaliado o envolvimento social da equipe - muitas equipes, por exemplo, realizaram master classes e demonstrações em escolas, museus, etc. ... Algumas dessas atividades foram organizadas pelas próprias equipes e outras pela FTC. Para identificar as melhores atividades sociais, havia uma indicação separada do “Connect”, que, aliás, foi ganha por uma equipe patrocinada por uma pizzaria local - eles atraíram muitos estudantes para seus eventos através de pizza grátis.

Outra característica interessante (e muito americana) é que as próprias equipes estão procurando patrocinadores. Eles não ganham dinheiro com isso, mas isso lhes dá a oportunidade de comprar peças, fazer camisas com logotipos, ~~subornar juízes~~ e assim por diante, além de aumentar a motivação. O patrocínio era muito diferente: alguém não tinha patrocinadores particulares, a escola alocava dinheiro para eles, muitos eram patrocinados por pequenas fontes privadas (eu acho, principalmente pais), alguém de empresas privadas, como a pizzaria, alguns depois, de grandes corporações - uma das equipes, por exemplo, foi patrocinada pela Motorola e mais uma - pela Microsoft. A quantidade média de fundos arrecadados foi de cerca de US $ 1.000 por temporada, a equipe de Salada de Frutas teve um recorde - cerca de US $ 8.000, a mesma equipe acabou recebendo um prêmio na indicação principal.

Além disso, as equipes geralmente têm seu próprio site e página no Facebook. Por exemplo, os seguintes comandos: GotRobot , polvos , salada de frutas , etc. Em resumo, para as equipes, além da competição, é também algo como organizar e promover uma pequena empresa.

É assim que as equipes e seus robôs se pareciam:

E aqui estão os jogos em si (os árbitros estão em roupas azuis e o árbitro em camisetas listradas):

A preparação das equipes e a qualidade do relatório técnico foram muito diferentes para as diferentes equipes. Os documentos técnicos de muitas equipes eram folhetos com breves relatórios sobre seu progresso semanal, dos quais nada estava claro, mas os melhores relatórios eram um milagre da documentação técnica, especialmente para crianças em idade escolar. Um dos relatórios da mais alta qualidade foi da equipe vencedora da Salada de Frutas - houve relatórios sobre eventos realizados, relatórios financeiros sobre fundos emprestados, ilustrações no AutoCAD, exemplos de código, ilustrações do uso de quadros Kanban, etc. Infelizmente, não encontrei seus documentos técnicos em nenhum lugar de domínio público - aparentemente, os segredos técnicos estão protegidos de outras equipes.

Também é interessante que muitas equipes tenham solicitado a impressão 3D de alguns elementos de seu robô - geralmente esses não eram detalhes muito significativos, por exemplo, um suporte para telefone ou uma caixa para colocação de fios, mas havia uma equipe que usava, por exemplo, impressão 3D para criar as rodas do robô.

Alguns detalhes técnicos

A parte principal das peças permitidas para a competição é o kit de robótica TETRIX para peças e servos mecânicos, controladores de distribuição de energia e unidade e um telefone Android como plataforma principal dos programas, bem como um segundo telefone que recebe sinais dos gamepads e os envia para o primeiro. A programação é permitida apenas em java no Android Studio ou no App Inventor.

Algumas tecnologias que parecem lógicas para esses robôs, por exemplo, Raspberry Pi, são proibidas de usar. Até onde eu sei, as regras técnicas podem mudar rapidamente, talvez um dia isso seja permitido.

Algumas funções dos robôs foram automatizadas, por exemplo, as equipes usavam sensores de cores para pressionar o botão direito, mas a maioria das funções era controlada por gamepads, geralmente cada robô tinha dois drivers - um era responsável pelo movimento, o segundo pelo trabalho de mecanismos que permitiam coletar cubos ou subir a colina .

E um pouco de filosofia

As escolas americanas estão agora promovendo STEM (ciência, tecnologia, engenharia, matemática). Essa é uma palavra-chave nos sites VEX e FTC, e também foi constantemente usada no processo de competição - durante a apresentação dos prêmios, bem como nas observações de abertura das autoridades locais.

Na minha experiência, esse conjunto de ciências e matemática ainda é muito mais forte em nossas escolas e universidades - até o trabalho científico com o qual passamos um mau momento. Aqui, o treinamento escolar e universitário em ciências naturais e matemática é, em média, bastante fraco, e para mudá-lo, é preciso desenvolver escolas científicas fortes.

Quanto à tecnologia e engenharia - só posso julgar por pequenas manifestações, como, por exemplo, essa competição. Mas parece-me que essas áreas são melhor desenvolvidas aqui, e as bases estão sendo feitas para uma grande lacuna. Por exemplo, a popularidade da robótica fala disso. Em Illinois, de acordo com dados do ano passado, 110-120 equipes com 13 milhões de habitantes participaram dessas competições de robôs ( tiradas daqui ). Para comparação, em competições similares na Rússia FTCRussiaOpen, que eu já mencionei, 25 equipes estão registradas.

Eu acho que é melhor perceber essa diferença não como um motivo para ficar chateado, mas como um campo para oportunidades. O mais necessário para isso é iniciativa e motivação, necessárias mais do que treinamento técnico e até dinheiro. Por exemplo, entre as equipes dessa competição, havia uma equipe patrocinada apenas pela escola e sem mentores adultos, com exceção de uma pessoa que os ajudava de tempos em tempos.

Não tenho certeza de que a experiência americana possa ser transferida diretamente para o nosso solo, embora isso seja um experimento interessante. Por exemplo, como eu já disse, tradicionalmente prestamos mais atenção ao lado técnico, e não ao organizacional (um fato engraçado: todos os sites estrangeiros da FTC se concentram em eventos esportivos e educacionais, e não consegui encontrar a especificação técnica de robôs lá, no site russo da FTC era a primeira coisa que meus olhos caíram). Portanto, para obter financiamento da equipe de uma empresa local, alguns estereótipos devem ser quebrados. Por outro lado, não acho que seja tão impossível - pela minha experiência em lidar com pessoas de negócios, um negócio de qualquer tamanho é mais socialmente responsável do que funcionários e pode muito bem doar uma certa quantia de dinheiro, especialmente porque no final a equipe o utilizará. simbolismo.