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當發明家和企業家 迪恩·卡門 在二十年前啟動了他的 FIRST(為了激勵和認可科學與技術)機器人競賽時,他希望將工程學變成一項接觸性運動,並將工程專業的學生變成超級明星。 從最近在紐約市舉行的 FIRST 機器人競賽 (FRC) 來看——其中包括揮舞吉祥物、坐滿尖叫粉絲的看臺以及數十個機器人一較高下——他已經成功了。
特別是,FIRST 競賽(總共有四個,面向 6 歲至 18 歲的青少年)吸引了一些全女子團隊,儘管在 STEM(科學、技術、工程和數學)教育方面,青春期和少女可能是難以觸及的人群。 團隊成員共同負責設計和建造他們的機器人,以及編寫必要的軟體。
來自紐約市 布朗克斯科學高中 的 Fe Maidens (巧妙地使用了元素週期表中鐵的符號和重金屬樂隊 Iron Maiden)已經在 FRC 比賽中競爭了五年,並在 2010 年贏得了前往 亞特蘭大決賽 的機會。“我們作為一個女子團隊的真正目標是消除女孩對女孩從事工程學的所有刻板印象,”布朗克斯科學高中隊長和高年級學生 Leena Chan 說。 團隊副隊長和布朗克斯科學高中三年級學生 Nicole Calace 補充說:“女孩應該對科學和技術感興趣,因為這是一個非常有趣的領域。 重要的是學習我們如何才能共同影響世界並使其變得更美好。”
今年的紐約市 FRC 比賽有來自全球各地的 66 支隊伍參加,比賽專案名為 Logo Motion。 概念很簡單——設計和製造一個機器人,它可以撿起充氣的遊戲道具(三角形、圓形和正方形,每個直徑約一米),並將它們掛在 8.2 米 x 16.4 米比賽場地兩側牆壁上突出的釘子上。
然而,由於遊戲的細微差別,執行起來絕非易事。 如果團隊的機器人在每場比賽的最初 15 秒內能夠自主懸掛道具,他們就可以獲得額外的分數。 在此期間,團隊只能在場邊觀看,並希望他們的機器人的程式能夠按計劃執行。
在自主階段之後,團隊有兩分鐘的時間透過操縱桿遠端操縱他們的機器人來收集和懸掛遊戲道具。 Fe Maidens 隊將其機器人的重心設計在後部,這樣它在比賽場地上移動時就不會傾倒,布朗克斯科學高中的高年級學生、團隊的建造負責人 Mindy Chen 說。 她補充說,這是一個挑戰,因為該機器人配備了一個機械臂,旨在舀起遊戲道具並伸展,以便它可以將這些道具放置在離地面高達三米的釘子上。
如果團隊能夠在每場比賽的最後 20 秒內從他們的主機器人上部署一個迷你機器人,該迷你機器人可以爬上位於場地中央附近的四根三米高的杆子之一,那麼他們將獲得更大的獎勵。 這標誌著 FRC 歷史上首次要求團隊在他們從 1 月 8 日開始的為期六週的建造賽季中建立多個機器人。
“今年,當我們發現將會有第二個機器人時,我們有點擔心,但這也是今年比賽中一個非常令人興奮的方面,因為它太新了,”負責 Fe Maidens 隊軟體開發工作的 Calace 說。 與所有 FRC 團隊一樣,Maidens 隊需要編寫程式碼,以便他們的機器人在每場比賽中遠端響應計算機和操縱桿的命令。“我一直想學習如何程式設計,所以當我加入機器人團隊並發現有機會學習程式設計時,我非常興奮,”她補充道。“我只是在做的過程中學會了。”
每場比賽由六支隊伍組成,分為兩個聯盟。“聯盟是 FIRST 鼓勵團隊之間合作的一種方式,在每個聯盟中,有三個不同的團隊聯合在一起,並在每場比賽中與第二個聯盟競爭,”Chan 說。 這些聯盟至關重要,因為它們有助於彌補不同團隊的優勢和劣勢。 例如,如果一個團隊在自主階段表現良好,但未能成功部署他們的迷你機器人,他們就會在比賽中尋找一個擅長完成比賽的團隊。
最終,Fe Maidens 隊獲得了比賽的創業獎,該獎項頒發給提交了最佳整體商業計劃的團隊,其中包括團隊描述和使命宣言。 然而,這不足以讓 Maidens 隊進入下個月在聖路易斯舉行的冠軍賽。 這一榮譽將由紐約市的頂級聯盟獲得,該聯盟包括來自紐約州布朗克斯的 莫里斯高中、夏威夷的 懷厄盧阿高中 和紐約州馬薩佩誇的 普萊恩埃奇高中 的團隊。
檢視今年紐約市 FRC 的幻燈片展示