.JPG/1280px-Botball_NorCal_tournament041611_(16).JPG)
Botball — это образовательная программа по робототехнике, которая фокусируется на вовлечении учащихся средних и старших классов в командные соревнования по робототехнике. Тысячи детей и молодых людей участвуют в программе Botball. Она действует с 1998 года и включает в себя учебную программу по робототехнике, которая фокусируется на проектировании, создании и программировании пары автономных роботов. Команды используют стандартизированный набор материалов, документируют процесс, а затем соревнуются в турнире, в котором задачи меняются ежегодно. Все материалы в наборах абсолютно одинаковы для каждой команды по всему миру, поэтому нет никаких несправедливых преимуществ. Команды Botball в основном базируются в Соединенных Штатах с более чем 300 командами и местными турнирами в более чем дюжине регионов. В последние годы она также проводит ежегодную Глобальную конференцию по образовательной робототехнике (GCER) с международным турниром, который привлекает команды со всей страны, а также из Мексики, Австрии, Китая, Уганды, Польши, Катара, Кувейта, Египта и многих других. [1]
Мантра Botball заключается в том, что «Сегодняшние дети Botball — это завтрашние ученые и инженеры». [2] Программой управляет некоммерческий Институт практической робототехники KISS (KISS — инженерная аббревиатура: Keep It Simple Stupid), чье видение заключается в использовании робототехники «для стимулирования и вовлечения студентов в изучение их потенциала в области инженерии, науки и математики». [3] Цель Botball и KISS — обучать рабочую силу будущего и вовлекать студентов в науку, технологии, инженерию и математику. Эту цель разделяет Проект альянса робототехники NASA (RAP), который сотрудничает с Botball и другими программами обучения робототехнике. Миссия NASA RAP — «обеспечить реализацию будущих роботизированных миссий по исследованию космоса». NASA спонсирует Botball, предоставляя технических наставников и другие ресурсы. [4] Также проводится бесплатный онлайн-курс по программированию роботов на языке C, в котором используется контроллер, который использовался в Botball. [5] NASA RAP рассматривает Botball как возможность обратиться к своим будущим сотрудникам и предоставить релевантный практический опыт и необходимые навыки потенциальным будущим ученым NASA. [6]
Botball известен сложностью и изысканностью своих робототехнических соревнований. Что отличает Botball от других студенческих программ по робототехнике, так это то, что роботы автономны; следовательно, они не управляются дистанционно. Студенты используют информатику, чтобы программировать роботов для распознавания трудностей, а затем пытаться достичь целей соревнования. Роботы содержат несколько типов датчиков , а также две цифровые камеры для своих систем компьютерного зрения. [7] Журнал Robot Magazine , в статье о геймплее и системах, подчеркнул: «Каждый год игра предлагает различные задачи на разных уровнях сложности, поэтому участники могут сосредоточиться на более сложных целях или найти более простые решения, в зависимости от своих способностей... Botball использует CBC2, мощный контроллер робота, который легко взаимодействует с большим количеством датчиков и эффекторов и оснащен процессором CPU/Vision на базе ARM 9, работающим под управлением LINUX, системой управления DAQ/Motor на базе ARM 7, а также встроенным дисплеем и сенсорными экранами, которые просты в использовании. CBC2 использует интегрированную среду разработки KISS-C и ее библиотеки, специально разработанные для удобства пользователей с совершенно разным опытом программирования. И CBC2, и KISS-C были разработаны Институтом KISS и используются в университетских исследовательских программах, а также в программе Botball». [8]
Соревнования по ботболу вращаются вокруг использования автономных роботов для выполнения ряда задач (таких как сбор объектов и перемещение их в другое место или распознавание определенных цветных объектов и их сортировка) в течение установленного срока в две минуты. Датчики и цифровые камеры предоставляют входные данные роботам, которые помогают идентифицировать объекты. До начала и между раундами соревнований участники программируют роботов с помощью интегрированной среды разработки (KISS-C — последняя версия). Участники ботбола также должны заполнять онлайн-документацию своего прогресса и своих целей, чтобы набирать очки.
Аналогичное соревнование для взрослых, называемое KIPR Open (ранее Beyond Botball), началось в 2001 году. [9]
Институт практической робототехники KISS — это некоммерческая образовательная и исследовательская организация 501(c)(3), зарегистрированная в Вирджинии в 1994 году. Сейчас ее штаб-квартира находится в Нормане, штат Оклахома. Институт KISS был основан г-жой Кэтрин Стайн, доктором Дэвидом Миллером и доктором Марком Слэком с целью создания центра для системы образовательных программ в области технологий и науки, основанных на робототехнике, и для использования робототехники для лучшего служения общественному благу. Г-жа Стайн недавно ушла с поста исполнительного директора; ее сменил доктор Стив Гудгейм, опытный педагог, который стал генеральным директором через No Contest. Доктор Миллер — главный технический директор, а также профессор аэрокосмической и машиностроительной инженерии им. Уилконсона в Университете Оклахомы. Доктор Миллер — бывший сотрудник JPL, внесший значительный вклад в проект NASA Mars Rover.
Ботбол был впервые создан в 1997 году Институтом практической робототехники KISS (KIPR). [10]
В начале каждого сезона Ботбола каждая команда получает набор деталей с достаточным количеством материалов для сборки двух полностью автономных роботов.
Механические компоненты, используемые в Botball, представляют собой кирпичи Lego Technic . Электрические компоненты включают в себя различные контроллеры роботов, из которых в наборе каждой команды есть два (что позволяет им построить двух полностью автономных роботов из каждого набора), а также ряд различных датчиков и двигателей.
Ранее использовавшиеся:
Официальным языком программирования, использовавшимся в Botball с 1997 по 2008 год, был Interactive C. KISS
-C — официальный язык программирования, использовавшийся в Botball с 2009 по 2011 год. KISS IDE — официальная среда программирования, использовавшаяся в Botball с осени 2011 по 2016 год. KISS IDE поддерживает C , C++ , Java и Python .
Роботы могут быть построены только из деталей, входящих в комплект. [11]
Каждый год имеет свой набор целей. Тема 2008 года была основана на открытом космосе , с роботами на борту космической станции. Роботы должны подготовиться к солнечной вспышке , собирая «еду» (зеленые шары), спасая «членов экипажа» (оранжевые шары) и развертывая «спутники» (синие чашки) и «солнечные паруса» ( зонтики для коктейлей ). Роботы также должны собрать Botguy (плюшевого робота) и сад (большой зеленый шар) и положить их на свою сторону. Доска состоит из двух досок размером восемь на четыре фута, соединенных канавой размером два на четыре фута. У рва есть два моста с каждой стороны, которые роботы должны снести, чтобы попасть на другую сторону.
Размер поля зависит от игры; в данном случае он составляет 8 на 12 футов, большая часть поверхности окружена 1+Труба ПВХ 1 ⁄ 2 дюйма. Когда две команды соревнуются друг с другом, они начинают с противоположных концов игровой поверхности и имеют 120 секунд, чтобы передвигаться вокруг объектов и набирать очки. В конце игры роботы должны остановиться, и в этот момент судья подсчитывает очки, чтобы определить, роботы какой команды победили.
В сезоне 2008 года начальный счет команды равен 0, а затем очки подсчитываются в конце игры с использованием значений очков, указанных в следующей таблице: [11]
Региональный сезон Botball длится с конца января до начала мая. В это время студенты посещают двухдневный семинар и обучаются основам компьютерного программирования. У студентов есть от шести до восьми недель на программирование, сборку и тестирование своих роботов. По мере того, как роботы совершенствуются, студенты должны документировать, как продвигается их робот, а также доработки и изменения, которые они внесли в исходный дизайн. Во время региональных соревнований есть три раунда: посев, двойное выбывание и альянс. Посев: посев — это когда одна команда играет против самой себя (это больше похоже на тренировочный раунд), но студенты все равно зарабатывают очки, и есть награда для команды, которая наберет наибольшее количество очков в раунде посева. Двойное выбывание — это то, где начинается фактическое соревнование, и где команды соревнуются друг с другом, пока они не будут выбиты дважды. Матчи альянса — это матчи для команд, которые были выбиты дважды в начале соревнования. Две команды объединяются в пары и соревнуются за очки (это работает как раунды посева, но с каждой стороны есть по одной индивидуальной команде, и они пытаются набрать очки как альянс).
По состоянию на 2012 год регионы США выглядели следующим образом:
Ботбол также имел 4 турнира [12] [13] на Ближнем Востоке :
По состоянию на 2011 год турниры по ботболу проводились также в
Начиная с 2001 года KIPR начал проводить национальные соревнования, а в 2003 году в них приняла участие первая международная команда. Международные соревнования проводятся летом после завершения всех региональных соревнований. Каждая команда, участвующая в региональных соревнованиях, имеет право участвовать в международных соревнованиях. Правила игры на международных соревнованиях в целом идентичны региональным играм того года. Мероприятие проводится во время GCER (Глобальной конференции по образовательной робототехнике). Открытый чемпионат KIPR (ранее Beyond Botball) также проводится в GCER, и многочисленные докладчики приезжают и рассказывают о робототехнике. GCER проводились на Гавайях; в Северной и Южной Калифорнии; в Нормане, штат Оклахома; в Джексонвилле, штат Флорида; в Лисбурге, штат Вирджиния; и в Эдвардсвилле, штат Иллинойс, и в Вашингтоне, округ Колумбия. В 2013 году GCER пройдет в Нормане, штат Оклахома.
