Botball在线课程国际赛特别篇-小学组

2018GCER神秘任务解析

任务1:椰枣农业

场地设置:使用场地A,在起点布置黑线并连接2、4、6、9和10号圆圈,在橙色车库放置10个椰枣。

目标:机器人必须从椰枣公司(起始区)出发,沿着线到达橙色车库,将椰枣带回椰枣公司(起始区)。

完成要求:机器人必须使用巡线传感器并至少带回5颗椰枣。

挑战规则:

1.机器人必须完全回到启动区的黑线之后。

2.机器人必须使用巡线传感器前进。

解析:这个任务主要考察机器人巡线以及利用机械装置收集(抓取)椰枣这两个动作。比较难的设计在于机器人或机械爪必须从虚线进入橙色车库,因此学生需要设计尺寸刚好的机械爪或者可以展开的机械爪来收集椰枣。机器人在将椰枣带出车库后可以从车库外的任意位置驶回启动区。我们可以设置如下的机器人动作序列:

1.巡线到达橙色车库(黑线终点在车库外15cm左右位置)

2.判定没有黑线后继续直行一段距离,直至机械爪进入车库(可以使用时间控制)

*如果使用Botball设备,可以尝试使用摄像头寻找椰枣,控制机器人前进的距离以及机械爪的动作。对于初次使用Botball设备的学生,这是一个非常好的训练任务。

3. 抓取椰枣,后退驶离车库。

4. 沿车库外的任意位置直线驶回启动区。

椰枣农业场地

 

任务2:合作

场地设置:不使用场地图,放置两条间隔1英尺宽的黑色线。在右侧间隔3英尺放置一条蓝色线,在左侧间隔3英尺放置一条红色线。在红线后放置一个2英寸的蓝色立方体,在蓝线后放置一个2英寸的红色立方体。

目标:两队合作将红色立方体放回到红色线区域内,将蓝色立方体放到蓝色线区域内。

完成要求:两种颜色的立方体完全被放置在同色线的区域内。

挑战规则:

1.两队的机器人可以到达中间区域,但不可越过中间区域到达对侧场地。

2.两队可以将立方体放在颜色区域的任何位置,机械爪可以不离开立方体。

场地示意

解析:本任务考察两个机器人在场地中的相互配合,这和Botball中学组任务很像,在中学组的任务中也经常会出现需要一个机器人把任务目标放在某个位置,另一个机器人继续把目标移动到得分区域。本任务比较简单的完成方式是使用时间控制机器人移动的距离,两个机器人完成的动作序列基本是相同的。

我们假设机器人A在Red Zone,从右侧出发,机器人B在Blue Zone,从右侧出发。

1.机器人A直行移动蓝色方块到中央区;机器人B直行移动红色方块到中央区。

2.松开机械爪(或其他装置),后退离开方块。

3.机器人A左转,前进行驶到红色方块前方;机器人B左转,前进行驶到蓝色方块前方。

4.机器人A右转,前进(一段距离)抓取到红色方块;机器人B右转,前进(一段距离)抓取到蓝色方块。

5.两个机器人后退回到各自的启动区。

 

挑战3: 猜猜哪一侧

场地设置:使用场地A,在5号圆圈和7号圆圈随机放置一个瓶罐。

目标:机器人离开启动区,使用传感器检测到瓶罐在哪边,绕着瓶罐一圈并返回到启动区。

完成要求:机器人必须有检测瓶罐的动作成功围绕瓶罐一圈并返回启动区。

挑战规则:

1.机器人必须使用传感器检测瓶罐。

2.机器人放置在启动区后裁判随即将瓶罐摆放在5号或7号圆圈。

3.机器人放置在启动区后选手不得更改程序,只可按动启动按钮。

4.如果机器人没有成功围绕瓶罐一圈,则本次挑战无效。

解析:本任务在学生按下机器人启动按钮后,裁判才会摆放瓶罐。任务考察学生对条件判断逻辑的应用,使用一个传感器(超声波传感器或距离传感器)或使用两个传感器都可以完成任务。

1.如果(if)左侧传感器检测到瓶罐,机器人前进并向左绕圈。

2.否则如果(else if)右侧传感器检测到瓶罐,机器人前进并向右绕圈。

3.如果都没检测到(else),机器人直行。

 

挑战4:收获种子

场地设置:使用场地A,将粉色飞盘的棕榈树放置在6号圆圈,在飞盘上放置6颗种子,将椰枣筐(直径4英寸,高度1英寸的pvc圆筒)放置在启动区。

目标:机器人将椰枣种子从椰枣树上取下并放入到椰枣筐中。

完成要求:机器人至少采集4颗种子并成功放置到启动区的椰枣筐中。

挑战规则:

队伍可以将椰枣筐放置在启动区的任意位置,一旦机器人启动,队伍则不得触碰椰枣筐。

解析:这个任务是将18年中学组的一个得分任务降低难度移植了过来,在今年国际赛上,很多队伍也设计出了非常巧妙的方式把椰枣从树上取下放入到椰枣筐中。老师和同学们可以观看中学组国际赛特别篇当中的优秀机器人设计方案。在今年JBC的队伍中,完成这个任务成功了比较高的几种方案有:

1.利用纸设计类似刷子的结构,把椰枣从树上刷下来

2.利用乐高软轴制作机械爪把椰枣拨下来

3.设计比较大的容器接住椰枣

4.容器设计一个较小的开口,能够把椰枣倒入椰枣筐中。

动图中设计方案的分析:

这个方案设计的非常巧妙,使用了软性的刷子和一个接球的纸兜(好像有点像扫把和簸箕)刷子在椰枣平台上方旋转一圈,将椰枣扫入纸兜,然后纸兜把椰枣倒入启动区的枣筐当中。但是可能是刷子转动过快的原因造成我们看到并不是所有的椰枣都被扫入到了纸兜当中。老师们可以带着学生尝试对这个方案进行迭代设计。

 

挑战5:世界杯

场地设置:不使用任何场地图,在启动线放置一个5英尺直径的球门,在启动线后放一个4英寸的球。

目标:机器人必须在用推或撞的方式将球打入球门,不得使用机械爪、机械臂也不得夹住小球。

完成要求:机器人必须在用推或撞的方式将球打入球门,不得使用机械爪、机械臂也不得夹住小球,球的垂直投影需要越过球门前框。

挑战规则:机器人不得利用机械爪、夹器、机械臂,如果机器人上装有机械爪等部件,这些部件不得触碰到小球,如果这些部件触碰到小球则本次挑战无效。

解析:这个任务就要看学生能否让机器人以合适的速度移动啦。

 

挑战6:抓取飞盘

场地设置: 使用场地A,在6、8、10圈内分别放置2英寸的立方体,在每个立方体上斜靠一个飞盘。

目标:机器人必须将飞盘从立方体移开并带回到启动区。

完成要求:机器人至少带回两个飞盘,在完成一个飞盘任务后允许再次编程,但不停表。

挑战规则:在开始前选手可以自己摆放飞盘,飞盘必须接触立方体和场地图,并呈一定角度。

摆放示意:

解析:这个任务学生需要设计一个巧妙的机械结构能够勾住或者抓住飞盘,然后利用机械臂或其他抬升装置把飞盘抬起一定高度,使其能够离开立方体。

2018-we are the future

We are the future 近两年的任务都会采用和中学组一样的场地和任务规则,只是在得分点上会降低分值。

We are the future 在设置时希望能够通过这个项目让小学生们能够了解Botball机器人工程挑战赛,体验如何在复杂的工程挑战任务中设计方案,设计机器人的结构,动作序列并编写程序。

在we are the future项目中,小选手们会使用一个机器人来完成得分任务,因为并没有长时间的调试,所以小选手们很难充分利用上2分钟的时间,所以调试的终点就放在了如何让机器人稳定的完成一个得分任务上面,在这里根据Botball得分任务的难易程度,我们建议:

1.学生先分析场地上都有哪些得分任务,每个得分任务机器人需要完成哪些动作。

2.将每个得分任务的动作写成伪代码。

3.从机器人结构,完成动作,代码复杂度将得分任务由易到难进行排序。

4.尝试让机器人先稳定地完成1-2个简单的得分任务。

5.分析机器人的动作序列,尝试设计出机器人完成1个简单任务再完成1个较复杂任务的方案。

总而言之,在we are the future 这个项目上,小选手们一定要记住:1.从简单到复杂。2.多次尝试,直至稳定完成。这两个关键点,如果在今后能够有兴趣挑战Botball中学组的项目,希望we are the future 项目能够帮助你们更快的理解Botball中学组工程挑战项目的玩儿法,设计出巧妙并且稳定的机器人方案。

--------------------

青少年国际竞赛与交流中心(ITCCC)

原创出品

联系咨询

===============

010-66537227

17710862437

3C君个人微信号,欢迎加我咨询更多详情