За вдохновение и признание науки и технологий ( FIRST ) — это международная молодежная организация, которая проводит соревнования FIRST Robotics Competition , FIRST LEGO League Challenge , FIRST LEGO League Explore , FIRST LEGO League Discover и соревнования FIRST Tech Challenge . [4] Основанная Дином Кейменом и Вуди Флауэрсом в 1989 году, ее заявленная цель — разработать способы вдохновения студентов в инженерных и технологических областях. Свою философию организация выражает как сотрудничество и доброжелательный профессионализм . FIRST также управляет FIRST Place, исследовательским центром в штаб-квартире FIRST в Манчестере, штат Нью-Гэмпшир , где он проводит образовательные программы и дневные лагеря для студентов и преподавателей. [5]
FIRST действует как некоммерческая общественная благотворительная корпорация. Он лицензирует квалифицированные команды, обычно связанные со школами или другими молодежными организациями, для участия в своих соревнованиях. Команды, в свою очередь, платят взнос FIRST ; эти сборы, большая часть которых перераспределяется на оплату комплекта запчастей и других услуг для команд, составляют большую часть доходов FIRST . [6]
Высшим органом FIRST является совет директоров , в который входят руководители компаний и бывшие государственные чиновники. FIRST также имеет исполнительный консультативный совет и несколько старших советников; в число этих советников входят инженеры, вовлеченные волонтеры и другие старшие организаторы. Повседневной деятельностью управляет команда высшего руководства , состоящая из генерального директора и различных вице-президентов и дополнительных должностных лиц, всего 10 человек. [7]
Первой и самой масштабной программой, разработанной в рамках FIRST, является соревнование FIRST по робототехнике, которое призвано вдохновить старшеклассников стать инженерами, давая им реальный опыт работы с инженерами над разработкой робота. Первые соревнования по робототехнике FIRST были проведены в 1992 году в спортзале средней школы Manchester Memorial . [8] По состоянию на 2019 год в соревнованиях соревнуются более 3700 школьных команд, насчитывающих более 46 000 учащихся из Австралии, Бразилии, Канады, Франции, Турции, Израиля, Мексики, Нидерландов, США, Великобритании и других стран. ежегодное соревнование, в котором принимают участие более 9000 команд (активных и неактивных).[обновлять]
Задача конкурса меняется каждый год, и команды могут повторно использовать только определенные компоненты предыдущих лет. Роботы весят не более 125 фунтов (56,7 кг) без батарей и бамперов. Комплект, выдаваемый каждой команде, содержит базовый набор деталей. Регистрация и комплект запчастей вместе стоят около 6000 долларов США . В дополнение к этому командам разрешено потратить еще 5500 долларов на своего робота. Цель этого правила — уменьшить влияние денег на конкурентоспособность команд. Подробности игры были опубликованы в первую субботу января (за исключением случаев, когда эта суббота приходится на 1 или 2 января), и командам было дано шесть недель на создание робота, который сможет выполнять игровые задачи. [9]
В 2011 году команды приняли участие в 48 региональных и районных соревнованиях [10] [11] в течение марта, пытаясь пройти квалификацию на ПЕРВЫЙ чемпионат в Сент-Луисе в апреле. Чемпионаты предыдущих лет проводились в Атланте, Джорджия , Хьюстоне, Техас и в парке развлечений Walt Disney World 's Epcot . [12] 7 октября 2009 года компания FIRST объявила, что чемпионат будет проводиться в Сент-Луисе, штат Миссури, с 2011 по 2013 год. [13] Каждый год соревнования FIRST по робототехнике предоставляют стипендии для участников программы. В 2011 году более 128 колледжей и университетов, ассоциаций и корпораций получили стипендии на сумму более 14 миллионов долларов. [ нужна цитата ]
Система окружных соревнований была введена в Мичигане, а с 2017 года она расширилась и теперь включает округа на северо-западе Тихого океана, в Средней Атлантике, в районе Вашингтона, Новой Англии, Джорджии, Северной Каролине, Онтарио и Израиле. Когда они были созданы в 2017 году, округа Онтарио и Израиль стали первыми округами за пределами США. Окружная система соревнований изменила традиционные «региональные» соревнования, позволив командам соревноваться в нескольких более мелких соревнованиях и используя соответствующий алгоритм ранжирования, чтобы определить, какие команды перейдут на следующий уровень соревнований. В целом предпринимались попытки перевести больше регионов в районную систему; Калифорния, Техас и Нью-Йорк особенно были вынуждены перейти на районную систему.
FIRST Tech Challenge, ранее называвшийся FIRST Vex Challenge, — это соревнование по робототехнике среднего уровня, объявленное FIRST 22 марта 2005 года . По мнению FIRST , это соревнование было разработано, чтобы стать более доступным и доступным вариантом для школ. FIRST также сообщил, что программа FIRST Tech Challenge была создана для людей со средним уровнем навыков. Роботы FIRST Tech Challenge примерно на треть меньше своих собратьев из FIRST Robotics Competition. Цель конкурса FIRST Tech Challenge — обеспечить переход учащихся от соревнований FIRST LEGO League Challenge к соревнованиям FIRST Robotics. FIRST Tech Challenge был разработан для системы проектирования роботов Vex, которая доступна на рынке. [14]
Пилотный сезон FVC 2005 года включал демонстрацию FIRST Vex Challenge с использованием макета ПЕРВОГО соревнования по робототехнике 2004 года в масштабе 1/3, FIRST Frenzy: Raising the Bar . В пилотном сезоне 2005–2006 годов команды FVC играли в игру Half-Pipe Hustle , используя ракетки и пандусы.
В сезоне 2006–2007 гг. команды FIRST Tech Challenge соревновались в соревновании Hangin'-A-Round , используя софтбольные мячи, вращающиеся платформы, подвесную штангу и более крупный шар «Атлас», который значительно больше, чем у большинства роботов Vex, и его труднее поймать. манипулировать. [15] [16] Соревнования проводились в США, Канаде и Мексике. [17]
В сезоне 2008–2009 годов FIRST Tech Challenge был представлен новый комплект, поскольку FIRST отошел от платформы VEX и работал с несколькими различными поставщиками над созданием специального комплекта и системы управления для FIRST Tech Challenge, известной как TETRIX . Основываясь на «мозге» LEGO Mindstorms NXT и включающем вторичные специализированные контроллеры для преодоления ограничений NXT, команды используют соединение Bluetooth между NXT и ноутбуком, на котором установлено программное обеспечение станции водителя FIRST Tech Challenge. Затем водители команды используют один или два USB-геймпада для управления своими роботами.
В сезоне FIRST Tech Challenge 2015–2016 годов в партнерстве с Qualcomm LEGO Mindstorms NXT был заменен в качестве «мозга» робота на устройство Android, которое обменивается данными с отдельной «станцией водителя» Android-устройством через Wi-Fi Direct. Кроме того, студентам было разрешено использовать либо MIT App Inventor, либо Android Studio (язык Java) для программирования своих роботов.
В 1998 году была создана программа FIRST LEGO League Challenge (ранее известная как FIRST LEGO League), программа, аналогичная FIRST Robotics Competition. Он предназначен для учащихся от 9 до 14 лет и использует наборы LEGO Mindstorms (EV3, NXT, RCX) для создания роботов LEGO размером с ладонь, которые затем программируются с использованием программного обеспечения ROBOLAB (системы на базе RCX) или Mindstorms NXT. или программное обеспечение EV3 (для систем на базе NXT или EV3 соответственно), чтобы автономно соревноваться с другими командами. [18] Программное обеспечение ROBOLAB основано на программном обеспечении промышленного контроля LabVIEW компании National Instruments . Сочетание взаимозаменяемых деталей LEGO, компьютерных «кирпичиков», датчиков и вышеупомянутого программного обеспечения дает подросткам и подросткам возможность создавать простые модели реальных роботизированных систем. [19] В этом соревновании также используется исследовательский элемент, посвященный игре каждого года, и рассматривается реальная ситуация, о которой учащиеся могут узнать в течение сезона. В 2020 году программа была переименована в FIRST LEGO League Challenge.
Упрощенный характер игр, относительно низкие затраты на запуск команды и связь с LEGO Group означают, что это самое масштабное из всех соревнований FIRST , несмотря на более низкий профиль и меньшее количество спонсоров, чем FIRST Tech Challenge или FIRST Robotics Competition. В 2009 году 14 725 команд из 56 стран приняли участие в местных, региональных, национальных и международных соревнованиях по сравнению с примерно 1 600 командами примерно из 10 стран в FIRST Robotics Competition. [20] [21]
FIRST LEGO League Explore (ранее известная как FIRST LEGO League Jr.) — это вариант конкурса FIRST LEGO League Challenge, предназначенного для детей начальной школы, в котором дети в возрасте от 5 до 8 лет собирают модели LEGO, соответствующие задачам этого года. По крайней мере одна часть модели имеет движущийся компонент. Команды участвуют в выставках по всей стране, где демонстрируют и объясняют свои модели и исследуют возможности получения наград.
Представленная в 2019 году игра FIRST LEGO League Discover предназначена для детей в возрасте от 4 до 6 лет и направлена на игровое знакомство с концепциями и идеями STEM. Команды используют наборы LEGO Duplo для выполнения ежегодных задач и представляют свои модели на выставках, аналогичных тем, что проводятся в FIRST LEGO League Explore. [22]
Чемпионат FIRST — это ежегодное мероприятие, которое отмечает финал всех программ, собирая их всех вместе для участия в финальных раундах одного и того же соревнования. Чемпионат FIRST был разделен на два мероприятия, которые первоначально проводились в Сент-Луисе, штат Миссури, и Хьюстоне, штат Техас, в 2017 году из-за увеличения количества команд. С 2018 по 2020 год ПЕРВЫЙ чемпионат будет проходить в Детройте, штат Мичиган, и Хьюстоне, штат Техас. [23] На чемпионате 2014 года FIRST объявил об изменениях в структуре 2015 года, которые придадут ощущение « олимпийской деревни » и предполагают перестановку программ по городу.
FIRST сама по себе является хозрасчетной организацией; однако отдельные команды обычно полагаются на внешние источники финансирования. Также требуются значительные внешние средства для проведения региональных мероприятий и ПЕРВОГО Чемпионата. В 2010 году FIRST получила грант Google Project 10^100. [24]
Команды могут попросить членов команды, будь то наставники или студенты, внести свой вклад в расходы на управление командой. Например, участники могут платить взносы или жертвовать инструменты и оборудование.
Команды часто оказывают поддержку другим командам. Это может означать предоставление средств, инструментов, помещений или наставничества. Благородный профессионализм и сотрудничество являются основными принципами философии FIRST .
Благородный профессионализм — главное убеждение сообщества FIRST . На каждом региональном и национальном соревновании судьи ищут профессиональные команды. Милостивый профессионализм означает «конкуренцию на равных». Это означает, что каждая команда хочет, чтобы их соперники были лучшими. Система команд устроена так, что каждая команда случайным образом встречается с двумя другими командами в матче. Таким образом, противник команды в одном матче может стать союзником в следующем матче. Традиционно, за пределами FIRST , когда кто-то делится ресурсами в соревновании, он делает это только со своими союзниками.
Однако, с элементом любезного профессионализма, можно было бы поделиться ресурсами и со своим оппонентом. Например, если команде нужна деталь или инструмент для ремонта своего робота, ожидается, что любая команда, даже команда противника, окажет ей помощь в соревновании. Это помогает учащимся понять, что успех заключается в обучении и помощи другим независимо от обстоятельств. Учитывая это, судьи вручают награду «Выдающийся профессионализм» на каждом турнире FIRST Robotics Competition команде, которая демонстрирует выдающийся высокий профессионализм.
Термин «добрый профессионализм» был предложен доктором Вуди Флауэрсом , бывшим национальным консультантом FIRST и почетным профессором машиностроения Паппалардо Массачусетского технологического института. [25]
Наиболее распространенный метод финансового и ресурсного спонсорства команд осуществляется через сообщество, окружающее команду. Поскольку большинство команд базируются на базе школы или школьного округа, школы часто предоставляют инфраструктуру, необходимую для управления командой. Местные органы власти и отдельные граждане могут предоставлять командам средства и другую поддержку. Местные университеты и колледжи часто выделяют командам значительные средства.
Корпоративные пожертвования и гранты обычно составляют большую часть средств зрелой команды. Основными донорами являются BAE Systems , Google , Raytheon , Apple Inc. , NASA и National Instruments .
Каждый год во время своего выступления на торжественном мероприятии основатель Дин Кеймен дает студентам-участникам домашнее задание. Это часто включает в себя распространение информации о FIRST различными способами, например, увеличение посещаемости региональных соревнований (2005 г.), [26] наставничество команд новичков, обеспечение подачи заявок на стипендии FIRST (2004 г.), [27] и исследование возможностей двигателей и распространение этой информации среди других команд (2006 г.). [28] В 2007 году домашним заданием Дина было для каждой команды связаться со своими правительственными чиновниками (например, мэрами , законодателями , губернаторами , федеральными чиновниками) и пригласить их на ПЕРВЫЙ региональный чемпионат или чемпионат, чтобы подвергнуть их конкуренции и повысить уровень политической осознание ПЕРВОГО . В 2008 году он должен был больше информировать СМИ о FIRST . В 2009 году домашним заданием для каждой команды было заставить всех студентов, наставников и других лиц, связанных с их командой (бывших или нынешних), зарегистрироваться в FIRST . [29] Одной из целей этого процесса регистрации было предоставить FIRST данные, чтобы продемонстрировать, что многие люди получили пользу от своего опыта в робототехнике FIRST , и стимулировать большее финансирование мероприятий, связанных с робототехникой.
На чемпионате мира в Атланте среди докладчиков были бывший президент США Джордж Герберт Уокер Буш в 2008 году и министр образования США Арне Дункан в 2010 году. В 2010 году бывший заместитель министра торговли США и директор Бюро по патентам и товарным знакам США Джон Дудас был выбран президентом FIRST . [30]
На чемпионате в Сент-Луисе бывший президент США Барак Обама выступил с заранее записанным посланием с 2011 по 2014 год.
FIRST также привлек внимание политиков в Канаде. Член парламента Онтарио Боб Делани [31] и депутат парламента Онтарио Вик Федели [32] сделали замечания в Законодательном собрании Онтарио относительно своего опыта ПЕРВЫХ соревнований по робототехнике и продемонстрировали свою поддержку.
НАСА через свой проект Robotics Alliance является основным сторонником FIRST .
В 2018 году в первом эпизоде пятого сезона телешоу STEM in 30 Национального музея авиации и космонавтики для учащихся средних школ был показан FIRST .
FIRST стремится продвигать философию командной работы и сотрудничества среди инженеров и призывает конкурирующие команды оставаться дружелюбными, помогая друг другу при необходимости. Термины, часто применяемые к этому идеалу, — это «добрый профессионализм» и «сотрудничество» ; термины, придуманные Вуди Флауэрсом и Кейменом, которые поддерживают уважение к конкурентам и честность в своих действиях. [33] Концепция «доброго профессионализма» возникла на уроке робототехники, который Флауэрс преподавал в Массачусетском технологическом институте. [34] Сотрудничество запатентовано Дином Кейменом согласно патенту США № 7,507,169. [35]
Примечание. Все годы указывают год проведения чемпионата по этой игре.
