Sådan fungerer FIRST

Hvis du ikke har bemærket, robotterne har allerede overtaget. Ikke længere begrænset til industrielle samlebånd, de hjælper menneskelige kirurger, patruljere fjendtlige himmelstrøg og endda køre rundt i byen. De vokser så hurtigt op, gør de ikke?

Robotfeltet snor sig fortsat ind i alle aspekter af vores liv, men disse fremskridt er ikke selvbærende. Robotteknologi, teknik og videnskab afhænger af en stabil pipeline af unge sind.

Det er her FØRST organisation kommer ind:Til inspiration og anerkendelse af videnskab og teknologi. Grundlagt i 1989 af den berømte opfinder Dean Kamen, det non-profit program har til formål at forme unge mennesker til fremtidens videnskabelige og teknologiske ledere.

Det er også meget sjovt, fordi, Hej, FIRST koger i sidste ende ned til en slags gør-det-selv-robot-OL. Med organisationens egne ord, det er en "varsity sport for sindet." Højskolealdre unge fra hele verden danner hold med ligesindede kohorter, lære af voksne mentorer og derefter bygge de bedste robotter de kan for godmodige, karakteropbygningskonkurrence.

I denne artikel, vi tager et godt kig på det grundlæggende bag FØRSTE, hvordan et hold stiger til tops, og hvad der foregår ved de nationale mesterskaber.

1. FØRSTE Grundlæggende
2. Danner et team
3. Sættet med dele
4. FØRSTE Lego League
5. FØRSTE Robot Parade

FØRSTE Grundlæggende

FIRST Robotics Competition er kernen i hele organisationen. Her, specialdesignede robotter konkurrerer mod hinanden i korte spil som Lunacy, en slags robot-kun basketball til kredsløbssættet. Hver robot, selvfølgelig, er bare toppen af ​​isbjerget. Et hold gymnasieelever, sammen med en håndfuld mentoringeniører og lærere, konstruerer hver maskine, og eleverne selv programmerer og fjernbetjener robotterne under spil.

Det hele begynder hvert efterår, når FIRST teams danner og arbejder hen imod det årlige FIRST Robotics Competition kickoff i begyndelsen af ​​januar. Dette signalerer begyndelsen på seks uger byggesæson , som teams arbejder hen imod deltagelse i FIRST Robotics Competition regionale arrangementer, typisk involverer et nedslag på 40 til 70-hold på en universitetsarena. Vinderne går videre til en mesterskabsbegivenhed for at afslutte sæsonen.

Fans, dommere og dommere fører tilsyn med hver konkurrence, men selve spillepladserne er begrænset under konkurrence:ingen mennesker tilladt. Det er mere end bare et pointspil, imidlertid, da dommerne evaluerer hold og uddeler priser for design, teknologi, sportslighed og engagement i FØRSTE. Faktisk, den højeste ære, Formandsprisen, udpeger det hold, der eksemplificerer værdierne i FIRST.

Siden 1992 har FIRST Robotics Competition er vokset fra 28 hold til mere end 2, 200 forventes i 2011.

Danner et team

Studerende har meget at vinde ved robotprogrammer som FIRST. De arbejder med professionelle ingeniører, udvikle team-building færdigheder og få deres hænder beskidte med nogle egentlige robot konstruktion, programmering og problemløsning - alt imens de potentielt har tid i deres liv. (Nævnte vi, at hold kan rejse til andre byer til konkurrencer uden mor og far nødvendigvis på slæb?)

Men for at alt dette kan ske, disse eventyrbundne unge mænd og kvinder skal enten finde et FØRSTE team eller bygge et fra bunden. Her er hvad hvert nyt FIRST -team har brug for:

To eller tre professionelle ingeniører :Disse frivillige spiller en væsentlig rolle i ethvert FØRSTE robotikhold. De bruger deres tekniske ekspertise til at guide eleverne gennem al teknik, design- og konstruktionsudfordringer involveret i konstruktionen af ​​en konkurrencedygtig robot.

To eller tre ekstra voksne :Der er mere at FØRST end nødder, bolte og printkort, så du skal bruge flere frivillige til at håndtere alle de ikke -tekniske krav. Dette betyder at organisere og kommunikere med FIRST selv, tilmelding til arrangementer, fundraising, forsendelse og arrangere rejser. Etablerede FØRSTE teams er ofte afhængige af yderligere frivillige til alt fra webdesign til bogføring.

Finansielle sponsorer :FØRSTE hold skal udnytte tusindvis af dollars til at konkurrere. Registreringsgebyret for 2010 (som dækkede dele og deltagelse i en begivenhed) var $ 6, 500 for rookiehold og $ 5, 000 til veteranhold, der genbrugte dele fra tidligere arrangementer. Hold kunne derefter tilmelde sig yderligere begivenheder til en pris af $ 4, 000 hver. Det er her alt frivilligt arbejde kommer godt med. FIRST anbefaler at hæve mellem $ 15, 000 og $ 30, 000 for at deltage i to til tre regionale konkurrencer gennem virksomhedsdonationer og bestræbelser på at skaffe penge.

Plads, værktøjer og tid :Ja, hold får brug for tiden, værktøjer og plads til at designe, bygge, programmere og teste en fungerende robot. Det betyder adgang til en maskinforretning, sikker opbevaringsplads og plads nok til sikkert at øve. Du skal også bruge håndværktøj, elværktøj og værktøjsmaskiner. Så langt tiden går, FIRST anbefaler, at hold mødes flere gange om ugen fra midten af ​​december til slutningen af ​​april. Nogle af de mere erfarne hold mødes året rundt og konkurrerer i begivenheder uden for sæsonen.

Femten til 25 gymnasieelever :Endelig, husk det gamle ordsprog, "jo flere jo bedre." Flere studerende betyder flere muligheder for dit FØRSTE team, så åbn dørene for alle støttet af skolelederen og frivillige forældre.

FIRST er ikke den eneste organisation, der får robotter i ringen. RoboCup, RobotChallenge, Robofest og, selvfølgelig, RoboGames er blot nogle få af de mange begivenheder rettet mod bots og deres mestre.

Sættet med dele

Når du har dannet dit team, hævet din finansiering og betalt dit registreringsgebyr, så er det videre til januar -kickoff -mødet. Her, FIRST annoncerer årets udfordring, udgiver manualer og sender det berygtede sæt dele ud.

Hvert hold får det samme kit, sammensat af de forskellige teknologiske stykker, der bliver til et teams robot:motorer, sensorer, aksler, lejer, en radiomodtager, en batteripakke, et multikanal radiostyringssystem og forskellige væsentlige kontrolsystemer.

Hold har også lov til at købe visse godkendte ekstra varer. Med disse dele, et team kan starte designprocessen. Her, studerende har chancen for at være så kreative og innovative som muligt, forudsat at robotten indeholder tre grundlæggende elementer:

1. Et sæt hjul, der kan flytte det rundt på banen. Hej, du vil ikke vinde bare stå der, ret?
2. En ramme til at rumme alle motorer, hjul, batterier og ekstra dele tilsammen. Arbejd den robot i form!
3. Arme eller movers til at udføre spilaktiviteter.

Lad os undersøge det sidste krav en smule tættere. Nogle FØRSTE udfordringer kræver, at robotten samler bolde og bevæger dem mod enden af ​​feltet. Hvordan kan et robotdesign håndtere dette? Det kan kaste boldene med arme, skyde dem ned på transportbånd eller slå dem med en padle. Så længe robotten har et middel til at udføre nødvendige opgaver, det er godt at gå.

Tiden flyver FØRST. Som du måske husker, hold har typisk omkring seks uger til at omdanne et sæt dele til en fungerende robot. American Society of Mechanical Engineers (ASME) udgiver en meget nyttig vejledning, der anbefaler følgende plan for den seks uger lange byggecyklus:

Uge 1 :Design robotten.

Uge 2 :Design og prototype robotens undersystemer.

Uge 3 og 4 :Byg delsystemerne.

Uge 5 :Integrer delsystemerne til at bygge robotten.

Uge 6 :Test og øv dig.

Selv hvis vi antager, at holdet ikke begår en alvorlig fejl, dette er en ekstremt intens plan. Men det er også en af ​​de ting, der gør FØRSTE til en så udfordrende og givende oplevelse.

FØRSTE Lego League

Yngre sind længes også efter en god omgang konkurrencedygtig robotbygning, så i 1998 oprettede FIRST FIRST Lego League gennem et partnerskab med Lego Group. Specifikt, børn i klasse fire til otte bygger Lego-robotter rettet mod at overvinde udfordringer baseret på virkelige videnskabelige emner lige fra nanoteknologi til klimaændringer.

Hver FIRST Lego League -udfordring indeholder to dele:et robotspil og et projekt. Ved hjælp af en voksen coach, hold på op til 10 børn programmerer en autonom robot til at score point på et spilleområde på to minutter og 30 sekunder. Dette er spildelen af ​​udfordringen, hvor både robotterne og selve feltet bruger Lego -dele.

Projektdelen af ​​udfordringen er mere baseret på forskning og innovation. Hvert team udvikler en løsning på et problem, de identificerer, såsom at løse et lokalt problem med nanoteknologi. Herfra, hold kan vælge at deltage i en officiel turnering.

Gearet til alderen 9-14, FIRST Lego League vælger sine udfordringsemner for at udsætte unge sind for potentielle videnskabelige karriereveje og tilskynde til god sportsånd, samarbejde, praktisk teknisk erfaring og involvering af lokalsamfundet. Lego League Teams nyder lavere omkostninger og længere byggetider end traditionelle FIRST-hold og stammer ofte fra en række forskellige skole- og ikke-skoleprogrammer som 4-H, Pige spejdere, Spejdere, Drenge og piger klubber, KFUK, KFUM, religiøse organisationer og naboskabsgrupper.

Kun 210 hold deltog i FIRST Lego League's første år i 1998, men det tal er skudt i vejret i årenes løb til 14, 000-plus i mere end 50 lande. Det er mange Lego klodser!

FØRSTE Robot Parade

Jo da, chancen for at deltage i FIRST kan styre eleverne ned på en lovende ny karrierevej, tjen dem stipendiepenge og hjælp dem med at udvikle uvurderlig teknik, programmering og teamwork -færdigheder. Men det giver også lyse unge studerende en chance for at lade deres nørdeflag flagre med stolthed, som bliver tydeligst ved det årlige FIRST Robotics Championship.

Ved denne massive begivenhed, hold fra hele verden kommer ikke bare for at konkurrere, de kommer til at prale med deres kærlighed til videnskab, sci-fi og alle former for fjols. Hvis du er, sige, Team 3128 The Aluminium Narwhals out of San Diego, Californien, så betyder det at parade rundt i kapper og enhjørningshjelme.

Både unge og voksne deltager i denne fejring af nørdommen og starter endda festlighederne med en robotparade. Levende marcherende bands indleder de værdsatte robotter gennem konkurrencegrundene, og farvestrålende maskotter følger i deres kølvandet. Troldmænd, udlændinge og tegneseriefigurer ledsager holdene, mens familiemedlemmer og frivillige jubler fra tribunerne.

Det hele hænger sammen med Dean Kamens originale vision:Til inspiration og anerkendelse af videnskab og teknologi. Det massive, international organisation sigter ikke kun på at give unge de værktøjer, de har brug for for at få succes, men også modet til at være sig selv i en verden, der kan virke langt mere fokuseret på at opbygge fremtidige stjernekvarterer end fremtidige robotikere, ingeniører og banebrydende forskere.

Udforsk linkene på den næste side for at lære endnu mere om robotter.

Masser mere information

relaterede artikler

• Sådan fungerer robotter
• Bliver robotter gift?
• Sådan fungerer robothærerne
• Sådan fungerer politirobotter
• Sådan fungerer robotkirurgi
• Sådan fungerer Rumble Robots
• 10 måder robotter kan erstatte mennesker
• Er terminatorer virkelige?

Flere store links

• FØRSTE Robotik
• FØRSTE Lego League

Kilder

• FØRSTE Lego League. 2011. (7. marts, 2011) http://www.firstlegoleague.org
• FØRSTE Robotik. 2011. (7. marts, 2011) http://www.usfirst.org/