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2008年4月6日

[事件簿]FIRST - 機器人大賽

在我對於SG(展場的Show Girls),打從心裡感到佩服和尊敬。
因為我星期六去當義工,站了一天站得我兩條腿差點廢掉,而那些SG大概每場活動都得站上好幾天,居然還能滿面笑容,真是不簡單。

我加入義工的這個活動,是由FIRST所舉辦的『機器人大賽』:FIRST Overdrive : 2008 FIRST Robotics Competition

FIRST的全名是『For Inspiration and Recognition of Science and Technology』,由Dean Kamen所創辦,主旨是要讓青年學生學習利用科學和科技來解決問題。
MIT的教授Woodie Flowers博士賦予這個組織的信念是「Gracious Professionalism」,藉由良性競賽讓參與的每個人都能進步。

舉辦的地方是紐約少有的大型展覽場Jacob Javits Center ,在曼哈頓的河邊。
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裡面有許多的展覽場,空間都頗大的。
主要的場地,就是用鐵柵欄圍起的『競技場(the field)』,正面有三個大型螢幕播放比賽實況和相關訊息,兩邊則是看台,坐滿了觀眾。
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趕在開賽前偷拍一張。
正式開始競賽之後裡面就熱鬧多了。
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競技場就把它想像成是田徑賽的跑道,場中有個橫跨的高鐵架,上面放著軌跡球(Trackball),分為藍紅兩色(如上圖可見),正如比賽隊伍分成紅藍兩組。
每組是由三個不同隊伍所組成,每隊各有一台機器人,所以是三台藍色機器人對三台紅色機器人。

平面圖是這樣:

整場比賽規則大概是這樣:
放置trackball的鐵架本身也代表著通過線,每次機器人經過這通過線,可以得分;如果把軌跡球打下架子,也是得分;之後要是推過滾過踢過撞過送過,不管是怎麼過,只要通過自己顏色的通過線,可以得另外的分數;要是球不是從架子底下,而是飛過跳過躍過自己所屬顏色的高架上面,得到的分數更高。IMG_0330
這是在組裝場地(the pit)架設的練習用高架,讓隊伍試驗機器人能否順利處理軌跡球。

每場比賽分為兩階段,第一階段稱為Hybrid,是由機器人本身自行活動,人類不能靠近操縱,費時15秒。然後馬上進行第二階段的Teleoperated,由參賽隊伍遙控自己的機器人來進行,這階段是兩分鐘。
兩階段的記分方法如同之前所述,不過分數高低不同,畢竟機器人能夠自動把球打下架子,跟由人類操控去做到同樣的事情,難易度有別。
在Teleoperated結束之前,如果把軌跡球放回高架,可以額外得12分的bonus。要是球放上去之後被打下來,不管是被對方還是單純地沒放好,這分數就沒了。
IMG_0337所謂的機器人其實比較像是遙控車,除了主辦單位給的標準組件之外,還可以加上有的沒的,反正能夠達到目標,怎樣的創意都行。
問題是加上太多東西會變得重,不好移動之外,還有平衡的問題。
譬如說想要去抓在架子上的trackball,有隊伍就把機器人加上個大爪子,可是這爪子張開之後會重心不穩,被其他機器人一撞就會失去平衡倒下去。
我就看到一台機器人的骨架是用塑膠水管,這樣也輕,強度也夠,在抓球的時候特別有用。
有機器人乾脆不用抓的,裝備個會移動的鐵竿去戳,把球戳下來之後,繼續戳著球跑,雖然沒辦法把球在最後放上架子去搶bonus的分數,但是可以老實地拿到運球過線的基本分,這也是種策略。

每個參加的隊伍以學校為單位,高中生組裝的是大型機器人,比賽內容就是剛剛說的,還有另外一個叫做『FIRST Tech Challenge (FTC)』的競賽,也是給這個年紀的人參加的,不過內容不同。

FTC的機器人是中型的大小,主要是搖控為主,比賽場地就在FRC場地旁邊。
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IMG_0338國中及以下的項目是小型機器人,像是樂高積木的加強版,實際上這個項目就叫做『FIRST LEGO League (FLL)』。

這個活動的主要目的是引起學生對於科技的興趣,所以在很多方面會比較寬鬆。

譬如說組裝機器和設計電腦程式,這玩意用的不是常見的C++之類的語言,況且對於美國的高中生來說,不是每個人都會寫程式的。
在這裡也可以看出城鄉差距,許多參賽的學校是比較差的學區來的,在程度上已經差了一截,可是在創意和熱情上卻不比其他人遜色。
所以這個活動一開始就設定可以讓專業人士幫忙,以免學生因為一些技術上的細節喪失信心。

照片上穿白色T恤的就是強者我同事,他已經連續三年擔任這活動的義工。
今年他正好辭職賦閒在家,所以花了時間跟著一個隊伍,幫忙他們寫控制機器人的程式。

大會也有設置技術組,幫忙隊伍排除機器人的問題。
這塊準備區域,就是剛剛說過的"pit"。
因為人馬雜沓,工具和零件到處擺,搞不好還會有機器人暴走,所以要進入pit的話,得要戴上防護眼鏡,或是有安全鏡片的眼鏡。

我的工作,就是擋在pit區域的入口,不讓沒戴好防護眼鏡的人進入。
工作很簡單,問題是得站著,還得眼觀四面八方,看著走過來的人有沒防護眼鏡。
從早上七點到下午四點,除了中餐半小時坐著吃飯,之間休息了兩次各五分鐘,我是一直站著。
一天下來,我的扁平足痛得要命,小腿也痛,還腰酸背痛。
奇怪,當年當兵站衛兵是怎麼撐過來的?

不過能有機會去這樣的活動當工作人員,也是不賴,反正就是好玩。
不知道台灣有沒類似的活動,這其實是個兼具教育性和娛樂性的活動,連美國太空總署NASA也有贊助參與,因為現在在火星上面跑來跑去的兩台登陸車,基本上就是這些小孩子設計的機器人的複雜版。
誰知道?搞不好這些學生裡面,以後就有人進到NASA去設計在外星球或是太空裡工作的機器人呢。


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