Робототехнические соревнования FIRST Tech Challenge (FTC)

УДК

Робототехнические соревнования FIRST Tech Challenge (FTC)

(Из опыта выступлений команды FTC Лицея ИГУ “Prime Numbers”)

М.В. Лавлинский

МАОУ «Лицей ИГУ г. Иркутска», г. Иркутск

Аннотация. В статье даются ответы на следующие вопросы:

1)      Что такое FIRST?

2)      Что такое FIRST Tech Challenge (FTC)?

3)      Благородный профессионализм – Кредо FIRST

4)      Инженерная книга

5)      Правила конструирования роботов

6)      «Cascade Effect» - задание для FTC в сезоне 2014/2015

7)      Участие команды FTC Лицея ИГУ “Prime Numbers” в сезоне 2014/2015

Ключевые слова. FIRST, FTC, Благородный профессионализм, Инженерная книга, Cascade Effect.

“…построить такой мир, где с почтением относятся к науке и технологиям… где молодые люди мечтают стать учёными и разрабатывать уникальные технологии”.

Дин Кеймен, основатель, FIRST

1.      Что такое FIRST?

FIRST® (Во имя содействия развитию и продвижению науки и технологии) была основана изобретателем Дином Кейменом, чтобы повысить интерес молодёжи и её участие в развитии науки и технологий. Движущей силой организации являются добровольцы, поэтому FIRST строится на партнёрстве с частными лицами, предприятиями, образовательными учреждениями и органами власти.

FIRST предлагает четыре программы:

·                    FIRST Robotics Competition (FRC®) для 9-12 классов

·                    FIRST Tech Challenge (FTC®) для 7-12 классов

·                    FIRST LEGO® League (FLL®) детей от 9 до 14 лет

·                    Junior FIRST LEGO League (Jr. FLL®) для детей в возрасте от 6 до 9 лет.

2.      Что такое FIRST Tech Challenge (FTC)?

FTC стартовал в 2005 году. FIRST Tech Challenge нацелен на учащихся и подразумевает помощь наставников, его цель – дать учащимся возможность испытать уникальные и вдохновляющие впечатления. Учащиеся должны научиться ценить работу в команде и уважать чужие идеи и вклад в общее дело команды. FIRST Tech Challenge дает учащимся старших классов возможность поработать рука об руку с профессионалами и разработать решение ежегодной задачи, поставленной перед участниками соревнований. Большую часть работы учащиеся делают сами, однако наставники руководят этим процессом, помогают своими советами и опытом, чтобы учащиеся успешно справились с поставленной задачей.

Соревнования FTC становятся испытанием для творческого мышления учащихся, их навыков решения проблем, позволяя им строить роботов, которые делают удивительные вещи.

Учащиеся проектируют и строят роботов, которые могут быть запрограммированы на автономную работу или могут управляться дистанционно оператором для выполнения разнообразных задач.

Команды FIRST Tech Challenge каждый год получают задание во время сентябрьского анонса соревнований.

Правила и нормативные документы соревнований находятся на сайте www.usfirst.org.

3.      Благородный профессионализм – Кредо FIRST

Вуди Флауэрс, Национальный Советник FIRST, так описывает Благородный Профессионализм: «Сам дух соревнований FIRST способствует высококачественной и сознательной работе таким образом, что каждый участник чувствует свою ценность. Сами слова «благородный профессионализм», похоже, наиболее точно описывают этику соревнований FIRST. Это один из факторов, которые отличают FIRST от других инициатив и делают его таким уникальным».

Благородный профессионализм может и должен восприниматься каждым человеком по-разному. Однако можно выделить его основные черты:

·                    Благородное отношение и поведение создают ситуацию, в которой нет проигравших;

·                    Благородные люди уважают других и показывают это уважение в своих действиях;

·                    Благородные профессионалы с удовольствием вносят свой ценный вклад в общее дело с пользой для других и для себя, так как они обладают особыми знаниями, и общество доверяет им ответственное использование этих знаний.

Как говорит Вуди: «В долгосрочной перспективе Благородный Профессионализм становится частью осмысленной жизни. Можно отдавать себя обществу и получать от этого удовлетворение, зная, что ты поступаешь честно и от всего сердца. Это замечательно!»

«В ходе соревнований FIRST Благородный Профессионализм означает, что мы учимся и соревнуемся, как ненормальные, но при этом относимся друг к другу с уважением и добротой. Мы стараемся не вызывать ни у кого чувства проигравшего. Не бьём себя в грудь и не ведем разговоров в варварской манере, но и избегаем приторно-слащавых банальностей. Знание, гордость и сочувствие комфортно дополняют друг друга».

4.      Инженерная книга

Команды могут по своему усмотрению документировать свою работу, ведя записи от руки, в электронном виде или в виде онлайн-документа. Результат оценки книги не зависит от того, написана она от руки, или же ведется в электронной форме.

Инженерная книга FTC должна содержать всю документацию, описывающую робота вашей команды. Эта документация должна включать наброски, обсуждения, описание сбора команды, стадии развития проекта, процессы, препятствия и идеи, которые предлагали члены команды в течение всего сезона. Для каждого нового сезона должна создаваться новая инженерная книга.

Инженерная книга должна быть разбита на несколько разделов, включая:

·                    Инженерный раздел, который должен описывать процесс создания робота

·                    Командный раздел, который должен включать информацию о команде и мероприятия,

·                    которые она проводит, налаживая связи с заинтересовавшими её лицами и организациями

·                    Бизнес-план, стратегический план или план устойчивого развития команды

Инженерная книга должна быть организована таким образом, чтобы посторонний человек (например, потенциальный спонсор) смог понять  команду и тот путь, который она прошла в ходе сезона.

5.      Правила конструирования роботов

Роботы, участвующие в соревнованиях FTC, являются дистанционно управляемой передвижной платформой, спроектированной и построенной командой FTC для выполнения специфических задач в ходе ежегодных соревнований. Роботы конструируются с использованием робототехнических наборов TETRIX®, MATRIX®, и/или LEGO®, с применением простых инструментов и оборудования. Можно использовать и другие детали, не входящие в эти робототехнические наборы, для создания уникальных и креативно сконструированных роботов.

6.      «Cascade Effect» - задание для FTC в сезоне 2014/2015

Игра «Cascade Effect» проходит на поле ромбовидной формы размерами 3.65 м x 3,65 м. Два альянса, каждый из которых включает в себя две команды, проводят матчи, состоящие из двух периодов: 30-секундный автономный период, за которым следует 2-минутный период в режиме ручного управления с участием операторов.

Цель игры состоит в том, чтобы набрать больше баллов, чем альянс ваших соперников, помещая шары разных размеров в тубусы, расположенные на поле.

7.      Участие команды FTC Лицея ИГУ “Prime Numbers” в сезоне 2014/2015

Команды FTC из Лицея ИГУ не первый год участвует в соревнованиях FIRST. Так, предыдущий состав “Prime Numbers” выступал в Европе и Америке в сезоне 2013-14. В Европе удалось получить приз за лучшую инженерную книгу. В команде нынешнего сезона присутствует представитель предыдущей команды – это Юцис Роман, являющийся капитаном, координатором и инженером в команды.

«РобоСиб – 2013». Prime Numbers занял 2-е общекомандное место.

Команда создала робота, способного выполнять все функции игры «Cascade Effect», и первое с чего началось конструирование робота – это платформа. Платформа является базовым элементом любого робота. Было 3 варианта конструкций, но каждая из них имела недостатки, прежде чем пришли к окончательному варианту.

№	Фотография	Описание
1.		Платформа с передними поворотными колёсами
2.		Одноосная конструкция с поворотным омни-колесом
3.		DC и Servo контроллеры размещены под днищем робота. Большие колеса соединили цепью. Это позволит роботу сохранить маневренность и большую скорость.
4.		Финальный вариант платформы с приводом на каждое колесо с редуктором 1:1.

Для того, чтобы закинуть в тубус шарики, было создано несколько подъемно-хватательных механизмов:

1)     Конвейер

2)     Пантограф

3)     Салазки с механизмом захвата с помощью хомутов

После этого были написаны программы автономного и управляемого периода игры на языке программирования RobotC.

К сожалению, но команда на VII Всероссийском робототехническом фестивале «РобоФест-2015», проходившем 12 - 13 февраля 2015 года в городе Москва, не смогла преодолеть сопротивление 36 команд FTC со всей России и соревновательный путь закончился.

Источники информации:

1.      www.russianrobotics.ru/

2.      www.russianrobofest.ru/sorevnovaniya/FTC/

3.      Руководства по соревнованиям FIRST