实践活动 | 诺美学子开启世界规模最大机器人比赛VEX的备战征途

2022-08-15

身处在这样的一个时代,只要稍加留意生活的人就会发现,生活中充满了人工智能的身影:从大数据行程码、各地方健康码、人脸识别、扫地机器人、家庭监控摄像头、手机远程、车牌自动识别系统等等,人工智能a已经悄然进入到我们日常生活的方方面面。上至科技论坛,下至百姓闲谈,都在感慨科技的飞速发展,掌握人工智能科技的人才的争夺无论国内还是国际上都已经刀光剑影。而机器人编程作为人工智能的入门,能够帮助诺美学生在高中阶段就提前接触到人工智能的相关知识,并为未来学习和职业发展打下坚实的基础,从而更好地迈入人工智能时代。除此之外,学生也可以凭借在高中阶段学习的人工智能知识以及所获得的奖项作为大学申请优势,从而在众多竞争者中脱颖而出。

 

本期我们邀请到的几位同学,他们未来的学术目标都是偏理工科方向,并且对诺美学术科创特色课程中的人工智能这个前瞻课题非常感兴趣,他们将利用此次机会与我们分享暑假VEX备战的阶段性成果。

 

什么是VEX机器人大赛?

VEX是面向全球小学生到大学生的比赛,在2003年由美国太空总署(NASA)发起创办,旨在以科技和创新为本,通过推广教育型机器人,拓展学生对科学、技术、工程和数学领域兴趣,提高并促进青少年的团队合作精神、领导才能和解决问题的能力。2006年中国科协将此项目引入我国,在中国青少年机器人竞赛中设置 VEX 机器人竞赛的目的是激发我国青少年对机器人技术的兴趣,为国际 VEX 机器人竞赛选拔参赛队。

 

 

学生分享

Hanson Han

上海诺美学校G10学生

在这个暑假中,我参加了为期14天的VEX CAMP。第一次了解VEX的活动是在学校的课程中老师推荐得知的。VEX竞赛是一个围绕机器人的比赛,它考验我们的团队协作能力,以及对编程、机器人组装等专业知识的掌握。在VEX CAMP中,我们学习了VEX比赛中常用零件,所需设备,以及如何进行机器人的搭建,和机器人程序的编写。而且我们还会不断测试自己的机器人的性能以达到比赛的需求。我在这次活动中主要负责编程的部分,我需要给机器人编写操作系统,让我们团队中的操控手可以使用机器人来完成任务。在这次活动中,我们小组成功地搭建和配置完了整个机器人,并且完成了工程笔记。

 

在VEX机器人课程的学习中,我们对机械结构、物理、数学、编程等各部分的知识都有了更深入且直观的了解。与其他课程的学习不同,VEX机器人的学习通过摸得着的实践将看不见的知识展示在我们面前,它是一个完整的综合性的项目式学习,从设计、搭建到编程,会涉及到很多方面的知识,如数学、物理、机械结构、计算机编程等,而且这些不同学科的知识不是割裂开来的,需要我们通过思考和逻辑将它们整合起来、融会贯通,运用到实际项目中,解决具体问题。

 

参加这个活动后,我最大的收获是认识到了团队合作的重要性。在VEX CAMP一开始,我们小组没有建立一个相对完善的团队配合流程,每次有任务的时候我们都是按自己的想法来做事。在第一次组装机器人的任务时,并没有进行提前的统筹规划,我们每个人都在做不同的部分,因为大家都只顾自己被分配到的部分,导致最后零件非常多,完成得速度很慢。有了第一次的教训,我们在任务一开始就进行了统筹规划,把整个小组任务进行合理分配,让每一位成员都能分配到具体工作。当每个人明确了工作之后我们也不忘互相交流进度,互相帮助,这样一来,效率明显提高了。有了这样一个相对完善的团队配合流程,我们也能明显发现后续的任务很容易就解决。

 

Robin Zhao

上海诺美学校G10学生

 

 

在这次为期14天的VEX CAMP中,我们学习了搭建机器人的技巧,工具的使用,以及基本程序应用,同时我们也搭建了自己的机器人。在活动中,我竞选了队长的职位,并且带领我的队员去解决各种问题,包括工程问题、小组成员分工问题、任务进度问题,以及团队内部的沟通。

 

 

这个活动不单单是靠你一个人的实力,反而更看重的是一个团队的配合。对于我来说,最难的是不仅让队员之间高效配合,还要让所有人都变得更好,尽可能把这个团队的最大实力发挥出来,让每个队员都在自己的职位上发光发亮。我是一个比较喜欢独自干事的人,但这次活动也让我学到如何站在领导者的角色,去调动大家的积极性,推动团队合作。但是这并不容易,由于大家都对于活动非常有热情,也愿意分享自己的想法。所以,我需要组织很多小组会议来讨论大家的意见,最后商量出相对统一的观点。在有大量任务时,队内分工会不明确,而我作为队长会带领大家统一意见,相对合理地分配任务,为组员提供有力的帮助。值得骄傲的是,我们最终取得了团队合作的成功。从一开始5个人各做各的,到后面分工明确,在这个过程中,我们经历了争吵,辩论和沟通,大家也各自做出改变,才有了最后的成果。

 

 

我最满意的作品是我们最终合力完成的机器人,因为这是在我们经过不断调试,改进,期间经历了许多困难与挑战,但都在我和我的队员的不懈努力之下,一一克服,才会有的胜利的成果。

 

 Ryan Huang

上海诺美学校G10学生

 

 

在这个为期14天的机器人搭建及编程的专业课程里,我们需要进行设计、制作机器人并进行编程。不仅如此,VEX大赛对于参赛所使用的机器人要求非常高,参赛的机器人需要既能自动程序控制,又能通过遥控器控制,并可以在特定的竞赛场地上,按照一定的规则要求进行比赛活动。所以,这就需要我们在专业课程的初期,就为未来参加比赛打好基础。在这个期间,我们需要学习机器人搭建和编程的相关知识,且需要动手实践,并不断地发现不足,努力改进,往往这都是几个人分工合作去共同完成的。这个课程不仅能够锻炼我们的动手能力,思维能力,协作能力,更培养我们的创新精神,探索精神,不放弃不言败的精神,团队精神。

 

在训练营中,最大的收获是让我懂得了团队协作的重要性!队友之间相互信任,同时承担起自己相应的责任,分工合作,从而更默契地配合。当然,培养团队默契的前提,还需要大家彼此建立和谐的队友关系,而且大家拥有一个共同奋斗的目标。在我们这个五人团队中,在每次分工之后,大家都会拥有一个具体的任务,心里也会有一个努力的方向。每一个人在参与活动时都自觉地,主动地,坚持不懈地朝着自己的任务目标努力,并且每个人的目标最终组成了团队的大目标——有针对性地利用人工智能的科技技术创造一个具有特殊意义的机器人。

 

进一步来说,每一个小组成员积极性与创造性都被调动了,并被有计划性地分配好了每一次的任务。在这期间,队长的作用就被突出了,而且这也为我们今后的比赛设备中的规范化、程序化打下了良好基础。我认为只有在有序化,科学化和专业化的条件下,我们才能不断改进我们的作品,并从之前的失败中获得经验教训,我们才能获得最终的成功。 

 

举一个例子,在一次小组会议里,队长一针见血地提出了发射器的发射角度以及发射抛物线的预测与速度问题。他带领着我们用一次次的实践和试验来不断改良。最后在老师的指点下,发射器的问题被顺利地解决了。虽然最终制造的机器人还有很多改进空间,但我仍然为我们的成果感到骄傲。

 

 

 

在这次活动中,我和我的组员培养了主动学习意识,上进意识,大局意识,忧患意识,责任意识和管理意识。我也深刻意识到在思考和创造的同时,需要找准出发点,切入点,落脚点,才能精准解决问题,达到理想的效果。当然,在这期间队长和老师也起到了非常重要的作用,在他们的带领下,我们坚持创新,不断改进和不断坚持。

 

同学们的VEX机器人大赛备战之旅还没有结束,他们将为此继续付出努力,最终在VEX机器人大赛上获得属于他们的奖项。在这个过程中,他们不仅需要亲自动手搭建机器人模型,精心编程,才能让机器人拥有各种功能、满足参赛要求,并且利用课余休息的时间,不断地测试和完善,最后才能在比赛中沉着冷静,准确地操作和控制。这是一场对心智与毅力的长期挑战,没有极度的热爱是不可能坚持下来的。黑格尔说,“Nothing great in the world has ever accomplished without passion.” (没有激情,任何伟大的事业都不能完成)。“passion" (激情)是一种非常特别的态度,是对事物的热情,一种极大的热情。激情令人有持续努力学习的动力,不断尝试的勇气,以及追求更好的决心,唯有如此才能坚持不懈,无畏困难地走下去。最后,我们希望每一位同学都能找到属于自己的那一份热爱,然后在这条路上坚定地走下去。