乐高机器人这个大坑,为啥大家都拽着孩子往里跳?

作者:逃妈来源:东西儿童教育发布时间:2017-09-27

想了解乐高机器人比赛,看这一篇就够了!

上学期我们在美国经常凑一起玩的几家家长给自己挖了个大坑,因为孩子们平时都很喜欢玩乐高积木,而且年龄也差不多大刚升了四年级, 感觉是时候可以整点儿“大事”了,于是把他们动员起来组成了一个乐高机器人团队,还任命我们当中的技术担当逃爸当了教练。

 

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当然,队伍可不是组着玩儿的,孩子们的目标是要参加今年的FIRST乐高联赛——FLL(具体是什么东东一会儿我会详细介绍)。据有经验的过来人分享,团队的磨合积累往往需要几年时间,头一两年参赛呢也就是熟悉下赛程规则,磨合一下团队积累经验就差不多了,所以大家的心态还是比较轻松。

 

孩子们在逃爸的带领下学习乐高机器人的相关知识,策划、设计、搭建、编程……虽然只是抱着重在参与的心态,但玩了几个月之后,我不得不说,这还真是个坑啊,乐高积木的价格大家懂的,烧钱就不说了, 时间和精力的投入也是相当大。孩子们之前是两周一聚,最近公布了今年的赛题之后改为一周一聚,平时在家里得琢磨练习,家长的帮助和辅导当然也得跟上。

 

不过呢,这东西对孩子各方面的能力培养真是很全面,机器人属于跨学科综合教育囊括了数学、物理、机械、计算机等多学科知识,还培养Problem-Solving解决实际问题和团队合作能力,有乐趣,收获也不小,所以无论是孩子还是大人都干劲十足,坑也越挖越深。

 

上周我在朋友圈分享了些照片,围观的同学都表示感兴趣问题也挺多,三言两语讲不清楚,索性今天整理成文和大家好好掰一掰。

 

什么是乐高机器人比赛?

 

全球最权威的乐高机器人比赛是由美国科技推广组织FIRST(For Inspiration and Recognition of Science and Technology)发起的,它有四个不同年龄段的比赛,在国内也同样可以参加。

 

1、FLL Jr :FIRST Lego League Junior,FIRST乐高联赛儿童赛,参赛年龄为幼儿园至三年级。这个是最初级的活动,孩子需要为一定的目标用乐高积木搭建好机械组件或设计场景,并通过制作海报来向评委展示自己的作品就好了。

 

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2、FLL:FIRST Lego League,FIRST乐高联赛,参赛年龄为四年级到初二。从FLL开始,算是进入真正的机器人比赛了。FLL主要是让孩子用乐高组件直接搭建具有一定功能的小机器人,并且需要用编程来控制机器人运动 ,比如抓取指定物体,搬运东西或者把东西堆起来,让机器人爬上一个台阶之类等等。

 

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听起来好像也不复杂,但是比赛有限定的时间和规则,对于这个年龄段的孩子来说难度不算小。逃逃所在的团队都是四年级的孩子,刚好到了FLL的年龄门槛,所以要参加的就是FLL, 咱们一会儿来看看今年的“真题”。

 

3、FTC:FIRST Tech Challenge,科技挑战赛,参赛年龄为初一到高三。在FTC比赛中,孩子可以自行选择材料,钢铁、塑料都行,不仅限于乐高,机器人设计难度也更大,这对孩子的机械物理、计算机编程、动手操作、合作、表达能力都有了更高的要求。

 

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4、FRC:FIRST Robotics Competition,FIRST机器人竞赛,参赛年龄为初三到高三。FRC是FIRST系列赛事里最顶级的活动,它要求学生根据竞赛目标从零开始制作一台机器人,最终进行三对三的对抗性竞赛。 

 

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据说如果在FRC玩到全国/世界级别的话,考大学甚至找工作都不用愁了。FRC不仅是一场高水平的机器人设计对决竞赛,也是世界名校、名企寻找人才的地方。麻省理工学院、耶鲁大学、哥伦比亚大学、高通、波音、微软都会到FRC比赛现场来寻找满意的学生和员工。

 

具体怎么比?

 

逃逃他们参加的是FLL,下面我就以今年的赛题为例,让大家近距离看看乐高机器人比赛长啥样。

 

每年的比赛都会有个主题,今年的主题是HYDRO DYNAMICS,是一个和水循环有关的工程,题目是8月底刚公布的,中文名字还没出来,不知道官方会翻译成什么,在网上看到有人把它叫做“治水行动”,我觉得还比较贴切。

 

比赛是在一个大约2.4米*1.2米的场地上,左下方白色四分之一圆的区域是机器人的基地,比赛开始前机器人会待在这里。

 

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白色区域以外的地方会事先放置着一些乐高组件。比如:

 

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水泵系统

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喷泉

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比赛开始之后,机器人需要从白色的区域出发,到各个地方去完成相应的任务,比如给花浇水,让喷泉喷水……可以中途回到基地换组件,当然也可以把所有任务都完成才回到基地。

 

机器人的所有动作都需要实现编程设置好的,因为整个比赛只有150秒,也就是两分半钟(包括中途回到基地换组件的时间),不可能有时间重写程序或调试bug。那这150秒里面要干些什么呢?总共有18个任务。说实话我自己看到这个数字时头都大了,有些任务看起来也不太简单啊。

 

比如这个任务是要把附加水泵接到水泵系统上,可以看到附加水泵离水泵系统有一定距离,而且还不在一条直线上,也许可以考虑把附加水泵推到桌子边,再往左推,但是可以看到场地和桌子边缘还有一条缝隙,推多少刚刚好,用多大的力刚好能接上都得经过精细的实验推算。

 

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这个要把两个井盖翻过来的动作估计孩子们也得好好想想~~~

 

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当然,绝大多数团队不会完成所有的任务,每个任务都有一定的分数,难度系数小的任务得分比较低,难度大的得分就会高些,最后比积分高低。有兴趣的朋友可以看看所有18个任务要求的小视频:

 

 

比赛前怎么准备?

 

每年FLL大概是8月底公布题目,比赛时间在12月份,孩子们有好几个月的准备时间。为啥我一开始说这是个大坑呢,因为整个准备工作还真是孩子、家长都得上,缺一不可,而且这绝对是个费钱费力又费神的活儿。

 

  • 费钱:

 

报名费+购买今年的比赛指定的乐高组件 2017 EV3 Robot Set + 2017 FLL Challenge Set 将近1000美元,这是整个团队分摊的。

 

为了平时练习方便,团队里每家还自己买了一个home版本的EV3,配上指导用书加税400美元左右。

 

  • 费力:

 

孩子们需要一个和比赛时一模一样的场地来做开发和调试,于是爸爸们摇身一变成了木匠。从购买材料,装钉,打磨,全部自己搞定。当然如果在国内不需要这么麻烦,咱们有万能的某宝,估计报个尺寸再把钱付了,基本上要啥有啥。

 

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  • 费神:

 

这主要就是对孩子们的指导和他们自己的准备了。首先是基础知识储备,FLL比赛最需要的是乐高组件的搭建和编程能力,因为乐高积木类玩具孩子平时玩得不少,最急需补的是编程知识,所以组队后的头几次聚会逃爸都一直给他们辅导编程知识,做一些编程练习。

 

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还有做这个项目需要的水资源方面的专业知识:

 

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另外团队的磨合也是个挑战,像逃逃这个队里全是男孩子,都比较调皮,一开始每次凑在一起要维持秩序保持安静都有点儿困难。借助一些团队合作类的桌游是个不错的方法,比如逃爸就组织孩子们一起玩过”Forbidden Island”,这个游戏需要组员相互配合才能取胜,就算团建活动了。

 

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最近赛题刚刚公布,孩子们上周花了很长时间把比赛场地全部搭建起来,一个一个组件核对好,接下来就要真正地开始研究怎么搞定那18个任务了。

 

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最后说几点我对孩子乐高机器人比赛的理解:

 

  1.  玩机器人是个很好的活动,但未必一定需要参加乐高机器人比赛,其实还有很多其他含金量很高的机器人比赛,比如VEX,使用的是VEX机器人套件;WRO ,用氪系列的机器人。即使是First系列的比赛,到了FTC, FRC,也跟乐高关系不大了。所以乐高并不是必须的,但是熟练玩过类似乐高类的积木玩具这点很重要,因为搭建能力是相通的。

     

  2. 玩机器人不一定要去上课,很多机器人课程价格不菲,如果家长给力,完全可以选购一套编程机器人在家里和孩子一起玩,你教孩子是1 v 1, 老师教孩子是1 v n,如果足够用心,效果肯定比老师上课好。这也是为何我们选择了自己折腾的原因。

     

  3. 机器人比赛不一定需要很早就开始参加,但孩子的能力培养要趁早。像逃逃他们现在到了四年级,学习任务、各项课外活动开始增多时,时间开始拙荆见肘。机器人比赛需要的很多能力,搭建、编程,还有孩子对空间、几何的敏感度,动手能力等等最好在这之前就积累好。可以趁小时候还没什么学习任务时多玩积木、拼图、搭建类玩具,这样开始参加比赛时才是一个“准备好”的状态。

     

  4. 虽然机器人比赛看起来很“理工科”,但孩子的软实力也要注意培养,比赛中孩子分享项目设计时的演讲能力,表现出来的团队合作能力,也是非常重要的考核点。

 

总的来说,机器人比赛是个很不错的活动,所以我们也不惜继续深挖坑,广积经验值,一旦有阶段性进展,会再来和大家分享。

 

【作者:逃妈。文章转自东西儿童教育(id:eastwest_edu),欢迎关注,我们是一群行走在中美两地的家长,分享地道的美式教育理念实践,和靠谱的中国育儿实战攻略!】

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