science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe FIRST werkt

Robots betreden het speelveld. Bekijk meer robotfoto's. Afbeelding met dank aan FIRST Robotics

Mocht het je nog niet zijn opgevallen, de robots hebben het al overgenomen. Niet langer beperkt tot industriële assemblagelijnen, ze helpen menselijke chirurgen, patrouilleren in vijandige luchten en zelfs door de stad rijden. Ze groeien zo snel op, nietwaar?

Het roboticaveld blijft zich een weg banen in elk aspect van ons leven, maar deze vorderingen zijn niet zelfvoorzienend. Op het gebied van robotica, techniek en wetenschap zijn afhankelijk van een gestage pijplijn van jonge geesten.

Dit is waar de EERST organisatie komt binnen:Voor inspiratie en erkenning van wetenschap en technologie. Opgericht in 1989 door de beroemde uitvinder Dean Kamen, het programma zonder winstoogmerk heeft tot doel jonge mensen te vormen tot de leiders op het gebied van wetenschap en technologie van morgen.

Het is ook erg leuk, want Hallo, FIRST komt uiteindelijk neer op een soort doe-het-zelf-robotolympische spelen. In de eigen woorden van de organisatie, het is een 'varsity-sport voor de geest'. Jongeren uit de middelbare school van over de hele wereld vormen teams met gelijkgestemde cohorten, leren van volwassen mentoren en vervolgens de beste robots bouwen die ze kunnen voor goedaardige, karaktervormingswedstrijd.

In dit artikel, we kijken goed naar de basis achter FIRST, hoe een team naar de top stijgt en wat er gebeurt op de nationale kampioenschappen.

Inhoud
  1. EERSTE Basis
  2. Een team vormen
  3. De kit met onderdelen
  4. EERSTE Lego League
  5. EERSTE Robotparade

EERSTE Basis

Machines botsen op de FIRST Robotics Competition. Afbeelding met dank aan FIRST Robotics

De FIRST Robotics Competition staat in het hart van de hele organisatie. Hier, speciaal ontworpen robots strijden tegen elkaar in korte games zoals Lunacy, een soort basketbal voor alleen robots voor de printplatenset. Elke robot, natuurlijk, is slechts het topje van de ijsberg. Een team van middelbare scholieren, samen met een handvol mentoring-ingenieurs en leraren, bouwt elke machine, en de leerlingen programmeren en besturen zelf de robots tijdens het spelen.

Het begint allemaal elke herfst, wanneer FIRST teams vormen en werken aan de jaarlijkse kick-off van de FIRST Robotics Competition begin januari. Dit markeert het begin van de zes weken bouwseizoen , terwijl teams werken aan deelname aan regionale evenementen van de FIRST Robotics Competition, meestal met een throwdown van 40 tot 70 teams in een universitaire arena. De winnaars gaan door naar een kampioenschapsevenement om het seizoen af ​​te sluiten.

Liefhebbers, juryleden en scheidsrechters houden toezicht op elke wedstrijd, maar de speelvelden zelf zijn beperkt tijdens de competitie:geen mensen toegestaan. Het is meer dan alleen een puntenspel, echter, terwijl de juryleden teams beoordelen en prijzen voor design uitreiken, technologie, sportiviteit en inzet voor FIRST. In feite, de hoogste eer, De voorzittersprijs, kiest het team uit dat de waarden van FIRST illustreert.

Sinds 1992, de FIRST Robotics Competition is gegroeid van 28 teams naar meer dan 2, 200 geraamd voor 2011.

Een team vormen

FIRST brengt gelijkgestemde jongeren bij elkaar. Afbeelding met dank aan FIRST Robotics

Studenten hebben veel te winnen bij roboticaprogramma's zoals FIRST. Ze werken met professionele ingenieurs, ontwikkel teambuildingvaardigheden en maak hun handen vuil met wat echte robotconstructie, programmeren en problemen oplossen -- en dat allemaal terwijl ze mogelijk de tijd van hun leven hebben. (Hebben we al gezegd dat teams naar andere steden kunnen reizen voor wedstrijden zonder dat mama en papa noodzakelijkerwijs op sleeptouw zijn?)

Maar om dit alles te laten gebeuren, deze avontuurlijke jonge mannen en vrouwen moeten ofwel een EERSTE team vinden of er een helemaal opnieuw opbouwen. Dit is wat elk nieuw FIRST-team nodig heeft:

Twee of drie professionele ingenieurs :Deze vrijwilligers spelen een essentiële rol in elk FIRST robotica-team. Ze gebruiken hun technische expertise om studenten door alle technische, ontwerp- en constructie-uitdagingen die betrokken zijn bij de constructie van een concurrerende robot.

Twee of drie extra volwassenen :EERST is er meer dan noten, bouten en printplaten, dus je hebt extra vrijwilligers nodig om aan alle niet-technische eisen te voldoen. Dit betekent organiseren en communiceren met FIRST zelf, inschrijven voor evenementen, fondsenwerving, verzending en het maken van reisarrangementen. Gevestigde FIRST-teams zijn vaak afhankelijk van extra vrijwilligers voor alles, van webdesign tot boekhouding.

Financiële sponsoren :EERSTE teams moeten duizenden dollars gebruiken om te concurreren. Het inschrijfgeld voor 2010 (waaronder onderdelen en deelname aan één evenement) was $ 6, 500 voor beginnersteams en $ 5, 000 voor veteranenteams die onderdelen van eerdere evenementen hebben hergebruikt. Teams konden zich dan inschrijven voor extra evenementen tegen een prijs van $4, 000 elk. Hier komt al het vrijwilligerswerk goed van pas. FIRST raadt aan om tussen $15 in te zamelen, 000 en $30, 000 om deel te nemen aan twee tot drie regionale competities door middel van bedrijfsdonaties en inzamelingsacties voor scholen.

Ruimte, gereedschap en tijd :Ja, teams hebben tijd nodig, tools en ruimte om te ontwerpen, bouwen, programmeer en test een werkende robot. Dit betekent toegang tot een machinewerkplaats, veilige opbergruimte en genoeg ruimte om veilig te oefenen. Je hebt ook handgereedschap nodig, elektrisch gereedschap en werktuigmachines. Wat de tijd betreft, FIRST beveelt aan dat teams van half december tot eind april meerdere keren per week bijeenkomen. Sommige van de meer ervaren teams ontmoeten elkaar het hele jaar door en nemen deel aan evenementen buiten het seizoen.

Vijftien tot 25 middelbare scholieren :Eindelijk, onthoud het oude gezegde, "hoe meer zielen hoe meer vreugd." Meer studenten betekent meer kansen voor je EERSTE team, dus open de deuren voor iedereen die wordt ondersteund door het schoolhoofd en de oudervrijwilligers.

Honger naar meer concurrentie?

FIRST is niet de enige organisatie die robots in de ring krijgt. RoboCup, Robotuitdaging, Robofest en, natuurlijk, de RoboGames zijn slechts enkele van de vele evenementen gericht op bots en hun meesters.

De kit met onderdelen

Het kost veel werk om van een onderdelenpakket een robot te maken. Afbeelding met dank aan FIRST Robotics

Als je je team eenmaal hebt gevormd, heb je geld opgehaald en je inschrijfgeld betaald, dan is het op naar de januari kickoff meeting. Hier, FIRST kondigt de uitdaging voor het jaar aan, geeft handleidingen uit en verzendt de beruchte onderdelenset.

Elk team krijgt hetzelfde tenue, samengesteld uit de verschillende technologische stukjes en beetjes die de robot van een team zullen worden:motoren, sensoren, assen, lagers, een radio-ontvanger, een batterijpakket, een meerkanaals radiobesturingssysteem en verschillende essentiële onderdelen van het besturingssysteem.

Teams mogen ook bepaalde goedgekeurde extra items kopen. Met deze onderdelen een team kan het ontwerpproces starten. Hier, studenten de kans krijgen om zo creatief en innovatief mogelijk te zijn, op voorwaarde dat de robot drie basiselementen bevat:

  1. Een set wielen die hem op het speelveld kan verplaatsen. Hallo, je gaat niet winnen door daar te staan, Rechtsaf?
  2. Een frame voor alle motoren, wielen, batterijen en extra onderdelen samen. Werk die robot in vorm!
  3. Armen of verhuizers om spelactiviteiten uit te voeren.

Laten we die laatste vereiste wat nader onderzoeken. Bij sommige EERSTE uitdagingen moet de robot ballen verzamelen en naar het einde van het veld verplaatsen. Hoe kan een robotontwerp hiermee omgaan? Het zou de ballen met de armen kunnen gooien, schiet ze langs lopende banden of sla ze met een peddel. Zolang de robot een middel heeft om de vereiste taken uit te voeren, het is goed om te gaan.

De tijd vliegt in EERSTE. Zoals je je misschien herinnert, teams hebben doorgaans ongeveer zes weken de tijd om van een onderdelenpakket een werkende robot te maken. De American Society of Mechanical Engineers (ASME) publiceert een zeer nuttige gids die het volgende plan aanbeveelt voor de bouwcyclus van zes weken:

Week 1 :Ontwerp de robot.

Week 2 :Ontwerp en prototype van de subsystemen van de robot.

Week 3 en 4 :Bouw de subsystemen.

Week 5 :Integreer de subsystemen om de robot te bouwen.

week 6 :Test en oefen.

Zelfs in de veronderstelling dat het team geen ernstige fout maakt, dit is een extreem intensief schema. Maar het is ook een van de dingen die FIRST zo'n uitdagende en lonende ervaring maken.

EERSTE Lego League

Op Lego gebaseerde robotica betreden het veld! Afbeelding met dank aan FIRST Robotics

Jongere geesten verlangen ook naar een flinke dosis competitieve robotbouw, dus richtte FIRST in 1998 de FIRST Lego League op via een partnerschap met de Lego Group. specifiek, kinderen in de groepen vier tot en met acht bouwen Lego-robots die zijn gericht op het overwinnen van uitdagingen op basis van echte wetenschappelijke onderwerpen, variërend van nanotechnologie tot klimaatverandering.

Elke FIRST Lego League-uitdaging bestaat uit twee delen:een robotspel en een project. Met de hulp van een volwassen coach, teams van maximaal 10 kinderen programmeren een autonome robot om in twee minuten en 30 seconden punten te scoren op een thematisch speelveld. Dit is het spelgedeelte van de uitdaging, waarbij zowel de robots als het veld zelf Lego-onderdelen gebruiken.

Het projectgedeelte van de uitdaging is meer gebaseerd op onderzoek en innovatie. Elk team ontwikkelt een oplossing voor een probleem dat ze identificeren, zoals het oplossen van een lokaal probleem met nanotechnologie. Vanaf hier, teams kunnen ervoor kiezen om een ​​officieel toernooi bij te wonen.

Geschikt voor kinderen van 9-14 jaar, FIRST Lego League kiest zijn uitdagingsonderwerpen om jonge geesten bloot te stellen aan potentiële wetenschappelijke carrièrepaden en goede sportiviteit aan te moedigen, teamwerk, praktische technische ervaring en betrokkenheid van de gemeenschap. Lego League-teams hebben lagere kosten en langere bouwtijden dan traditionele FIRST-teams en komen vaak voort uit een verscheidenheid aan school- en niet-schoolprogramma's zoals 4-H, Padvindsters, Padvinders, jongens- en meisjesclubs, YWCA, YMCA, religieuze organisaties en buurtgroepen.

Slechts 210 teams namen deel aan het eerste jaar van de FIRST Lego League in 1998, maar dat aantal is in de loop der jaren omhooggeschoten tot 14, 000-plus in meer dan 50 landen. Dat zijn veel Legoblokjes!

EERSTE Robotparade

EERSTE teamleden bereiden zich voor op actie. Afbeelding met dank aan FIRST Robotics

Zeker wel, de kans om deel te nemen aan FIRST kan studenten een veelbelovend nieuw carrièrepad sturen, hen studiebeursgeld te verdienen en hen te helpen onschatbare techniek te ontwikkelen, programmeer- en teamworkvaardigheden. Maar het geeft slimme jonge studenten ook de kans om hun geekvlag met trots te laten wapperen, zoals het duidelijkst wordt tijdens het jaarlijkse FIRST Robotics Championship.

Op dit grootse evenement teams van over de hele wereld komen niet alleen om te strijden, ze komen om te pronken met hun liefde voor de wetenschap, sci-fi en allerlei dwaasheden. Als je, zeggen, Team 3128 De aluminium narwallen uit San Diego, Californië, dan betekent dit paraderen in capes en eenhoornhelmen.

Zowel jongeren als volwassenen doen mee aan deze viering van nerdom en beginnen zelfs de festiviteiten met een robotparade. Live marcherende bands leiden de gewaardeerde bots door het wedstrijdterrein en felgekleurde mascottes volgen in hun kielzog. tovenaars, aliens en stripfiguren begeleiden de teams terwijl familieleden en vrijwilligers juichen vanaf de tribunes.

Het sluit allemaal aan bij de oorspronkelijke visie van Dean Kamen:Voor inspiratie en erkenning van wetenschap en technologie. de massale, internationale organisatie wil niet alleen jonge mensen de tools geven die ze nodig hebben om succesvol te zijn, maar ook de moed om zichzelf te zijn in een wereld die veel meer gericht lijkt op het opbouwen van toekomstige ster quarterbacks dan toekomstige robotici, ingenieurs en baanbrekende wetenschappers.

Bekijk de links op de volgende pagina voor nog meer informatie over robots.

Veel meer informatie

gerelateerde artikelen

  • Hoe robots werken
  • Gaan robots trouwen?
  • Hoe robotlegers zullen werken
  • Hoe politierobots werken
  • Hoe robotchirurgie zal werken
  • Hoe Rumble-robots werken
  • 10 manieren waarop robots mensen kunnen vervangen
  • Zijn terminators echt?

Meer geweldige links

  • EERSTE Robotica
  • EERSTE Lego League

bronnen

  • EERSTE Lego League. 2011. (7 maart, 2011) http://www.firstlegoleague.org
  • EERSTE Robotica. 2011. (7 maart, 2011) http://www.usfirst.org/

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Hoe de gecorrigeerde WBC-telling te berekenen
  2. Wat zijn de kenmerken van een cel die een interfase ondergaat?
  3. Wat is perifeer bloed?
  4. Wat gebeurt er met een Zygote na de bevruchting?
  5. Louis Pasteur: Biografie, uitvindingen, experimenten en feiten
  6. Biochemistry Blotting Techniques
  7. Hoe communiceren bacteriën?
  8. Gletsjermuizen bewegen en dat heeft wetenschappers versteld doen staan
  9. Soorten sporenvormende bacteriën

Wetenschap