本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
想象一下，你想讓青少年對一項有競爭力的課外團隊活動感到興奮。它應該包括策略、即時解決問題、團隊合作、適應性、實踐，並需要競爭精神。你會想到什麼選擇？橄欖球？足球？籃球？排球？機器人技術怎麼樣？
從本地團隊到全球舞臺的各種競賽，正在將越來越多的兒童和青少年引入機器人世界。許多青少年專案旨在讓參賽者直接進入為比賽最佳化機器人的階段。使用功能齊全的機器人進行調整或解決問題的機會吸引了廣泛的年輕人——既包括那些可能因從頭開始程式設計的想法而感到畏懼的人，也包括那些已經掌握了基本原理的人。將這些群體聚集在一起，促進了知識的共享和共同熱情的滋生。
團隊與房間程式設計方面的專案協調員一起工作。圖片來源：阿曼達·貝克
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倫斯勒理工學院的大學預科教育中心（CIPCE）建立了一個為期一週的夏季學院，該學院基於VEX機器人平臺。對於那些想要擴充套件他們已經建立的對機器人的熱愛的孩子們來說，熟悉VEX為他們打開了通往競賽的大門，這些競賽涉及40個國家的16000多個團隊。對於那些想要試水的人來說，較短的機器人學院提供了完美的入門生態系統。該專案讓13-15歲的孩子們有機會花一週時間構建、程式設計、調整和改進機器人，最終與同齡人的作品一較高下。
參加夏季學院的青少年在經驗和動機方面各不相同。有些人已經有程式設計遊戲或使用其他機器人平臺的經驗。另一些人則將這一週視為入門的機會。兩組人都似乎玩得很開心。安吉拉（14歲）帶著程式設計樂高機器人的經驗而來，但她認為這是一個做更開放的事情的機會。“這裡的程式碼超越了拖放式的程式設計，”她解釋說。“它讓你以更像真實世界的方式編寫程式。”她的搭檔沒有其他經驗，但發現稍加努力就能有效地使用該平臺。
迷宮、冰球和水桶等待著機器人參賽者。圖片來源：阿曼達·貝克
青少年們被給予了一個總體挑戰——在給定的時間內獲得最高分——並設定了一系列限制，這讓兩人開始制定策略。每個機器人首先必須在不接觸邊緣的情況下導航透過一個短迷宮。一旦透過迷宮，機器人就進入了一個由水桶和冰球組成的競技場。機器人需要導航陣列以撿起冰球並將它們儘可能快地放入水桶中。有些水桶價值更高，而打翻水桶會導致每掉出一個冰球就失去積分。每對搭檔有四分鐘的時間來完成挑戰，但有一個重要的注意事項：前90秒必須完全自動化。只有最後的2.5分鐘允許駕駛員使用遙控器。
團隊解釋說，導航迷宮促使他們更加精確，而不僅僅是在程式設計方面。由於第一階段必須是自主的，因此建立一種將機器人放置在完全相同的起始位置的方法變得至關重要。然後，團隊必須考慮水泥地面上的摩擦力，並在保持速度和轉彎時的穩定性之間找到平衡。一個特別完美的90度轉彎引來了附近團隊集體發出的“哇，漂亮”的讚歎，當時我們正在聊天。
手動控制階段隨後為合作伙伴關係打開了更多的大門。雖然討論策略和分擔任務很重要，但搭檔們知道，他們獲勝的機會取決於在關鍵時刻擁有最好的駕駛員。當駕駛員從一個冰球轉向另一個冰球時，搭檔必須控制機械爪的降低、閉合、抬起和釋放。所有早期的策略討論都必須由駕駛員或機械爪操作員在當下獨立做出。只有2.5分鐘的工作時間，實踐和信任合作伙伴的決策和技能是關鍵。
成功！圖片來源：阿曼達·貝克
一位協調員分享了一個早期練習任務的軼事。團隊正在比賽從一堆冰球中抓取冰球並將它們扔到房間另一端的水桶中。一個團隊想到了抓住水桶並將其移動到冰球堆旁邊的想法。在短暫的抗議之後，新的策略紮根了。在STEM競賽中，一個團隊的漏洞是另一個團隊的高效工程。
移動水桶事件引出了另一個問題：你可以故意傾倒另一個團隊的水桶嗎？共識是他們可以。隨之而來的是對傾倒水桶的熱情，並導致了一些非常有效的破壞。但最終團隊忽視了總體目標。所有花在傾倒水桶上的時間都沒有留下時間來獲得自己的分數。雖然這是一個令人興奮的挑戰，但團隊最終不得不重新調整他們的優先事項。
專案協調員表示，競爭方面促使團隊根據彼此的想法進行調整和創新——並且經常互相鼓勵。這對一些參與者來說是令人生畏的。迪爾德麗（14歲）想把構建計算機作為職業，她很享受這個挑戰。但她說，競爭方面對她沒有那麼大的吸引力。她的搭檔安吉拉說，她通常也有同樣的感覺。“但這是我的專長。在這種情況下，像這樣，我實際上非常喜歡它，”她說。
斯凱勒（14歲）和梅特（14歲）都希望將比賽更進一步。如果有機會，他們很樂意進行直接的機器人戰鬥或機器人足球比賽。他們都知道這超出了為期一週的挑戰範圍，但他們期待著將所有級別的工作整合在一起。梅特的弟弟參加了一個樂高機器人夏令營，他希望VEX小組也能花更多時間從頭開始設計他們的機器人。然而，花更多時間在任務和策略上是值得的犧牲。斯凱勒認為他學校的機器人課程已經變得無聊，他也同意這一點。也許一週時間不能包括設計、程式設計、測試、調整和競賽——但它肯定可以在激勵青少年在回家後繼續進行其他步驟方面發揮重要作用。