Для вдохновения и признания науки и технологий ( FIRST ) — международная молодежная организация, которая проводит соревнования FIRST Robotics Competition , FIRST LEGO League Challenge , FIRST LEGO League Explore , FIRST LEGO League Discover и FIRST Tech Challenge . [4] Основанная Дином Каменом и Вуди Флауэрсом в 1989 году, ее заявленная цель — разработка способов вдохновить студентов в области инженерии и технологий . Ее философия выражается организацией как Coopertition и G ratio Professionalism . FIRST также управляет FIRST Place, исследовательским центром в штаб-квартире FIRST в Манчестере, штат Нью-Гемпшир , где она проводит образовательные программы и дневные лагеря для студентов и преподавателей. [5]
FIRST действует как некоммерческая публичная благотворительная корпорация. Она лицензирует квалифицированные команды, обычно связанные со школами или другими молодежными организациями, для участия в своих соревнованиях. Команды, в свою очередь, платят взносы FIRST ; эти взносы, большая часть которых перераспределяется на оплату комплекта деталей и других услуг для команд, составляют большую часть доходов FIRST . [6]
Высшим органом FIRST является совет директоров , в который входят руководители корпораций и бывшие государственные служащие. FIRST также имеет исполнительный консультативный совет и несколько старших советников; эти советники включают инженеров, вовлеченных волонтеров и других старших организаторов. Повседневные операции выполняются командой старших менеджеров , состоящей из генерального директора и ряда вице-президентов и дополнительных должностных лиц, в общей сложности 10 человек. [7]
Первая и самая масштабная программа, разработанная FIRST , — это FIRST Robotics Competition, которая призвана вдохновить старшеклассников стать инженерами, дав им реальный опыт работы с инженерами для разработки робота. Первое FIRST Robotics Competition было проведено в 1992 году в спортзале Manchester Memorial High School . [8] По состоянию на 2019 год в ежегодном соревновании принимают участие более 3700 школьных команд, в которых насчитывается более 46 000 учащихся из Австралии, Бразилии, Канады, Франции, Турции, Израиля, Мексики, Нидерландов, США, Великобритании [1] и других стран, а общее число действующих и неактивных команд составляет более 9000.[обновлять]
Конкурсная задача меняется каждый год, и команды могут повторно использовать только определенные компоненты из 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 деталей 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 выпадает на 1 или 2 января), и командам было дано шесть недель на постройку робота, который сможет выполнить задания игры. [9]
В 2011 году команды приняли участие в 48 региональных и окружных соревнованиях [10] [11] в течение марта, чтобы пройти отбор на чемпионат FIRST в Сент-Луисе в апреле. В предыдущие годы чемпионаты проводились в Атланте, Джорджия , Хьюстоне, Техас и в Epcot парка развлечений Walt Disney World . [ 12] 7 октября 2009 года FIRST объявил, что чемпионат будет проходить в Сент-Луисе, Миссури, с 2011 по 2013 год. [13] Каждый год FIRST Robotics Competition предлагает стипендии для участников программы. В 2011 году было выделено более 14 миллионов долларов стипендий от более чем 128 колледжей и университетов, ассоциаций и корпораций. [ требуется ссылка ]
Система окружных соревнований была введена в Мичигане и с 2017 года расширилась, включив округа на Тихоокеанском северо-западе, в Средней Атлантике, в районе Вашингтона (округ Колумбия), Новой Англии, Джорджии, Северной Каролине, Онтарио и Израиле. Когда они были созданы в 2017 году, округа Онтарио и Израиль стали первыми округами за пределами Соединенных Штатов. Система окружных соревнований изменила традиционные «региональные» мероприятия, позволив командам соревноваться в нескольких более мелких мероприятиях и используя связанный алгоритм рейтинга для определения того, какие команды перейдут на следующий уровень соревнования. В целом, были попытки перевести больше регионов в систему округов; Калифорния, Техас и Нью-Йорк были особенно подтолкнуты к переходу в систему округов.
FIRST Tech Challenge, ранее FIRST Vex Challenge, — это среднеуровневое соревнование по робототехнике, объявленное FIRST 22 марта 2005 года. По данным FIRST , это соревнование было разработано как более доступный и недорогой вариант для школ. FIRST также заявил, что программа FIRST Tech Challenge была создана для людей со средним уровнем навыков. Роботы FIRST Tech Challenge примерно в три раза меньше своих аналогов из FIRST Robotics Competition. FIRST Tech Challenge призван обеспечить переход учащихся от соревнования FIRST LEGO League Challenge к соревнованию FIRST Robotics Competition. FIRST Tech Challenge был разработан для системы проектирования Vex Robotics Design System, которая доступна в продаже. [14]
Пилотный сезон FVC 2005 года включал демонстрацию FIRST Vex Challenge с использованием макета FIRST Robotics Competition 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 ракеточные мячи и рампы.
В сезоне FIRST Tech Challenge 2006-2007 гг. команды соревновались в Hangin'-A-Round , используя софтболы, вращающиеся платформы, подвесную перекладину и более крупный мяч «Атлас», который значительно больше большинства роботов Vex и с которым сложнее обращаться. [15] [16] Соревнования проводились в Соединенных Штатах, Канаде и Мексике. [17]
Для сезона FIRST Tech Challenge 2008-2009 годов был представлен новый комплект, поскольку FIRST отошел от платформы VEX и работал с несколькими различными поставщиками для создания специального комплекта и системы управления для FIRST Tech Challenge, известной как TETRIX . Основываясь на «мозге» LEGO Mindstorms NXT и включая вторичные специализированные контроллеры для преодоления ограничений NXT, команды используют Bluetooth-соединение между NXT и ноутбуком, на котором запущено программное обеспечение станции управления 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 взаимодействует с отдельным «станцией водителя» устройства Android через WiFi Direct. Кроме того, студентам разрешалось использовать либо MIT App Inventor, либо Android Studio (язык Java) для программирования своих роботов.
В 1998 году была сформирована программа FIRST LEGO League Challenge (ранее известная как FIRST LEGO League), похожая на FIRST Robotics Competition. Она нацелена на учеников от 9 до 14 лет и использует наборы LEGO Mindstorms (EV3, NXT, RCX) для создания роботов LEGO размером с ладонь, которые затем программируются с помощью программного обеспечения ROBOLAB (системы на основе RCX) или программного обеспечения Mindstorms NXT или EV3 (для систем на основе NXT или EV3 соответственно) для автономного соревнования с другими командами. [18] Программное обеспечение ROBOLAB основано на программном обеспечении для промышленного управления LabVIEW от National Instruments . Сочетание взаимозаменяемых деталей LEGO, компьютерных «кирпичиков», датчиков и вышеупомянутого программного обеспечения дает детям предподросткового возраста и подросткам возможность строить простые модели реальных роботизированных систем. [19] В этом конкурсе также используется исследовательский элемент, который связан с игрой каждого года, и касается реальной ситуации, которую учащиеся могут изучить в течение сезона. В 2020 году программа была переименована в FIRST LEGO League Challenge.
Упрощенная природа 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 уровень и меньшее количество спонсоров, чем у FIRST Tech Challenge или FIRST Robotics Competition. В 2009 году в местных, региональных, национальных и международных соревнованиях приняли участие 14 725 команд из 56 стран, по сравнению с примерно 1600 командами из примерно 10 стран в FIRST Robotics Competition. [20] [21]
FIRST LEGO League Explore (ранее известная как FIRST LEGO League Jr.) — это вариант FIRST LEGO League Challenge, ориентированный на учеников начальной школы, в котором дети в возрасте от 5 до 8 лет строят модели LEGO, соответствующие заданию года. По крайней мере одна часть модели имеет движущийся компонент. Команды участвуют в выставках по всей стране, где они демонстрируют и объясняют свои модели и исследования для получения наград.
Представленная в 2019 году FIRST LEGO League Discover предназначена для детей в возрасте от 4 до 6 лет и фокусируется на игровом знакомстве с концепциями и идеями STEM. Команды используют наборы LEGO Duplo для завершения ежегодного задания и представляют свои модели на выставках, похожих на те, что можно найти в FIRST LEGO League Explore. [22]
FIRST Championship — это ежегодное мероприятие, которое отмечает финал всех их программ, объединяя их всех для финальных раундов в одном мероприятии. FIRST Championship был разделен на два мероприятия, первоначально проведенных в Сент-Луисе, штат Миссури, и Хьюстоне, штат Техас, в 2017 году из-за увеличения числа команд. С 2018 по 2020 год FIRST Championship будет проводиться в Детройте, штат Мичиган, и Хьюстоне, штат Техас. [ 23] На чемпионате 2014 года FIRST объявила об изменениях в структуре 2015 года, которые принесут больше ощущения « Олимпийской деревни » и подразумевают перераспределение программ по всему городу.
FIRST сама по себе является самофинансируемой организацией; однако отдельные команды обычно полагаются на внешние источники финансирования. Также требуются значительные внешние средства для проведения региональных мероприятий и чемпионата FIRST . В 2010 году FIRST получила грант Google Project 10^100. [24]
Команды могут просить, чтобы члены команды, будь то наставники или студенты, вносили вклад в расходы на управление командой. Например, члены могут платить взносы или жертвовать инструменты и помещения.
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 — это главное убеждение в сообществе FIRST . На каждом региональном и национальном соревновании судьи ищут команды, которые являются благородством профессионализма. Благородный профессионализм заключается в «соревновании на равных условиях». Это означает, что каждая команда хочет, чтобы ее конкуренты были лучшими. Система команд устроена так, что каждая команда сопоставляется с двумя другими командами на матч случайным образом. 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 также поделиться ресурсами со своим противником. Например, если команде нужна деталь или инструмент для починки робота, ожидается, что любая команда, даже команда противника, протянет ей руку помощи, чтобы соревноваться. Это помогает ученикам понять, что успех заключается в обучении и помощи другим, независимо от обстоятельств. Имея это в виду, судьи вручают награду «Любезный профессионализм» на каждом турнире FIRST Robotics Competition команде, которая демонстрирует выдающийся любезный профессионализм.
Термин «благородный профессионализм» был создан доктором Вуди Флауэрсом , бывшим национальным советником FIRST и почетным профессором машиностроения имени Паппалардо Массачусетского технологического института. [25]
Наиболее распространенный метод денежного и ресурсного спонсорства команд осуществляется через сообщество, окружающее команду. Поскольку большинство команд базируются вокруг школы или школьного округа, школы часто предоставляют инфраструктуру, необходимую для управления командой. Местные органы власти и отдельные граждане могут предоставлять средства и другую поддержку командам. Местные университеты и колледжи часто предоставляют командам значительные средства.
Корпоративные пожертвования и гранты обычно обеспечивают большую часть средств зрелой команды. Основные доноры включают BAE Systems , Google , Raytheon , Apple Inc. , NASA и National Instruments .
Каждый год во время своей речи на стартовом мероприятии основатель Дин Камен дает студентам-участникам домашнее задание. Оно часто включает в себя распространение информации о FIRST различными способами, такими как увеличение посещаемости региональных соревнований (2005), [26] наставничество команд новичков, обеспечение подачи заявок на стипендии FIRST (2004), [27] и исследование возможностей двигателей и распространение этой информации среди других команд (2006). [28] В 2007 году домашнее задание Дина заключалось в том, чтобы каждая команда связалась со своими правительственными чиновниками (например, мэрами , законодателями , губернаторами , федеральными чиновниками) и пригласила их на региональный чемпионат FIRST или чемпионат, чтобы познакомить их с соревнованием и повысить уровень политической осведомленности о FIRST . В 2008 году это было информирование СМИ о FIRST . В 2009 году домашним заданием для каждой команды было зарегистрировать в FIRST всех студентов, наставников и других лиц, связанных с их командой (в прошлом или в настоящем) . [29] Одной из целей этого процесса регистрации было предоставить FIRST данные, демонстрирующие, что многие люди получили пользу от своего опыта в робототехнике FIRST , а также поощрить большее финансирование мероприятий, связанных с робототехникой.
На чемпионате мира в Атланте среди выступавших 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 предварительно записанным посланием с 2011 по 2014 год.
FIRST также привлек внимание политиков в Канаде. Депутат парламента Онтарио Боб Делани [31] и депутат парламента Онтарио Вик Федели [32] выступили с заявлениями в Законодательном собрании Онтарио относительно своего опыта участия в FIRST Robotics Competition и продемонстрировали свою поддержку.
NASA через свой проект Robotics Alliance Project является основным спонсором FIRST .
В 2018 году в первом эпизоде пятого сезона STEM in 30 , телешоу Национального музея авиации и космонавтики для учащихся средних школ, появился FIRST .
FIRST стремится продвигать философию командной работы и сотрудничества среди инженеров и поощряет конкурирующие команды оставаться дружелюбными, помогая друг другу при необходимости. Термины, часто применяемые к этому этосу, — Gracious Professionalism и Coopertition ; термины, придуманные Вуди Флауэрсом и Каменом, которые поддерживают уважение к конкурентам и честность в действиях. [33] Концепция Gracious Professionalism возникла из класса робототехники, который Флауэрс преподавал в Массачусетском технологическом институте. [34] Coopertition запатентовано по патенту США 7,507,169 Дином Каменом. [35]
Примечание: Все годы указывают год проведения чемпионата по данной игре.
