Nulová robotika - Zero Robotics

Finále soutěže Zero Robotics na palubě modulu JAXA na ISS

Nulová robotika je mezinárodní střední škola programování soutěž, kde studenti ovládají robotiku SPHERES (Synchronized Position Hold Engage and Reorient Experimental Satellites) na palubě Mezinárodní vesmírná stanice.[1] Každý rok týmy studentů pracují na produkci kódu schopného hrát ve hře, kterou lze nasadit na SPHERES. Tato hra obecně obsahuje prvky, jako je dokování s objekty, pohybující se objekty a ničení cílů v ohraničené oblasti při sledování využití paliva.

Počáteční fáze soutěže probíhají online (s virtuálními SPHERES) s bezplatnou registrací týmu v Spojené státy, Austrálie[2] a pro ESA členské země a omezená registrace pro mezinárodní týmy. Týmy jsou tradičně monitorovány dospělými mentory a kódem zaslaným prostřednictvím MIT webová stránka[1]. Finalisté soutěží v živém šampionátu na palubě ISS. Astronaut provádí závěrečnou soutěž a komunikuje s týmy prostřednictvím živého přenosu.[3]

Dějiny

Soutěž Zero Robotics vytvořila NASA Astronaut Gregory Chamitoff když pracoval se SPHERES a uvědomil si, že kódovací rozhraní by bylo vhodné pro studenty středních škol.[4] Čerpání inspirace z PRVNÍ robotika Zero Robotics se stala soutěží zdůrazňující budování věda, technologie, strojírenství a matematika dovednosti se složkou spolupráce mezi školami a národy. Jeho zahajovací soutěž se konala v roce 2009, expanze do celých USA v roce 2010 a na mezinárodní úrovni v roce 2013.[4] V současné době zahrnuje školy z USA, Rusko, Přidružené státy ESA[5] a Austrálii.[6]

Turnaje

Soutěž Zero Robotics je rozdělena do dvou typů turnajů.

  • Turnaj na střední škole: Mezi studenty ve věku od 14 do 18 let. Turnaj se koná každý rok od září do prosince. Jedná se o mezinárodní akci otevřenou týmům z USA, Austrálie, Ruska, členských států ESA a vybraným mezinárodním týmům.
  • Letní program na střední škole. Toto je věnováno mladším studentům. Jedná se o pětitýdenní program, ve kterém se studenti učí programovat zjednodušeným způsobem grafické rozhraní. Program bude probíhat na místech, „která budou určena“ na základě silné geografické přítomnosti členů týmu.[7][8]

Dále některé země, zejména Austrálie a Itálie se rozhodnete uspořádat předběžné soutěže, aby lépe zapadly do školního roku, nebo filtrovat školy, které se zúčastní mezinárodní soutěže.[9]

Finále soutěže Zero Robotics na palubě ISS

Cíle turnajů

Účastníci spolu soutěží, aby vyhráli technicky náročnou hru, motivovanou problémem, který ji v současné době zajímá DARPA, NASA a MIT. V závislosti na výzvě musí studenti naprogramovat své satelity tak, aby splnili určité cíle (vyhnout se překážkám, sbírat virtuální objekty, ničit cíle atd.) Při zachování primárních zdrojů (palivo, energetické poplatky atd.) A splnit výzvu v určitých mezích času a prostoru pro psaní kódu. Studenti software musí být schopen ovládat faktory, jako je rychlost satelitu, rotace, směr jízdy a mnoho dalších, aby bylo možné najít dokonalý algoritmus k dosažení účelu a zvládnutí výzev v co nejkratším čase než jejich oponenti .

Potíž spočívá ve skutečnosti, že tyto programy jsou autonomní v tom smyslu, že předložený kód vydrží po celou dobu soutěže (a ve více zápasech) a vy nemůžete ovládat ani měnit jejich provádění. Kromě toho existuje omezení programovatelné paměti SPHERES, což omezuje dostupné postupy kódování.

SPHERES vnitřní komponenty

Fyzika

Účastníci Zero Robotics se vyzývají, aby se učili a / nebo zlepšovali své znalosti související se základními fyzika, protože optimální algoritmy vyžadují přesnou kontrolu nad silami ovlivňujícími rychlost KOULE. Studenti však uvádějí, že „dobrých výsledků [lze dosáhnout] tím, že budou pracovat výlučně prostřednictvím uložení satelitních souřadnic“.

Programování

Účastníci výzvy Zero Robotics se učí programovat v obou C / C ++ nebo MATLAB, nebo (v soutěži pro střední školy) Poškrábat. V těchto jazycích existují různé API prosadit hlavní parametry pohybu satelitu. Specializovaný IDE je nabízen online na oficiálních stránkách soutěže, kde mohou studenti odeslat a uložit svůj kód.

Minulý vítěz střední školy

Finále ECO-SPHERES ISS 2018

1. Aliance: Naughty Dark Spaghetti

  • Temný tým LSA, IIS „Avogadro“ - Liceo Scientifico, Itálie
  • Stuy-Naught, Stuyvesant High School, NY, USA
  • Spaghetti Code, Cedarburg High School, WI, USA

2. Aliance: Hit nebo Miss

  • Proof Robotics, Proof School, CA, USA
  • Krabí mlhovina, Liceo Cecioni, Itálie
  • Rock Rovers, Council Rock High School South, PA, USA

Virtuální finále ECO-SPHERES 2018

Aliance: NoSleepGang

  • Valak, Colegiul National “Octavian Goga” Sibiu, Rumunsko
  • SpaceXD, Parramatta High School, Austrálie
  • Scholar Spacemen, Sydney Boys High School, Austrálie

Finále LifeSphere ISS 2017


2016 SpaceSpheres finále ISS


2015 SpySpheres finále ISS


Finále 2014 CoronaSphere ISS

Aliance: LakeElevenVADARS

  • Team Lake, Clear Lake High School, TX, USA
  • Corà's Eleven Liceo G.B. Brocchi, Itálie
  • VADARS South Charleston High School, WV, USA

Finále ISS 2013 CosmoSPHERES ISS

Aliance: y0b0tics! Gru orel

  • y0b0tics !, NJ
  • The Grew Cru, TX
  • Cosmic Eagles, MA

Finále 2012 RetroSPHERES ISS

Aliance: Mira Loma

  • Mira Loma Matadors, CA.
  • y0b0tics !, NJ
  • Zelené klíče, WA

Finále AsteroSPHERES ISS 2011

Aliance: Rocket

  • River Hill High School, MD
  • Storming Robots, NJ
  • Skalní římsa High School, FL

Minulý vítěz turnaje na střední škole (EU)

Finále ISS 2013 CosmoSPHERES ISS

Aliance: C.O.F.F.E.E.

  • Nedělní programátoři, Itálie
  • Nemesis Colegio Retamar, Španělsko
  • Ahoj světe, Američane, Francie

Finále 2012 RetroSPHERES ISS

Alliance B.E.E.R.

  • Kathe ve vesmíru, Německo
  • Nedělní programátoři, Itálie
  • Herder-Berlin, Německo

Reference

  1. ^ A b „Zero Robotics“. MIT.
  2. ^ „Zero Robotics“. Usyd.
  3. ^ „Na Mezinárodní vesmírné stanici jsou roboti kódovaní australskými studenty středních škol“. Gizmodo.
  4. ^ A b "Dějiny". MIT.
  5. ^ https://www.romania-insider.com/romanian-team-nasa-zero-robotics/
  6. ^ http://www.abc.net.au/radio/sydney/programs/drive/zero-robotics/8643694
  7. ^ „Co je ZR“. MIT.
  8. ^ https://www.mercurynews.com/2017/07/21/summer-program-aims-to-send-students-coding-projects-to-space/
  9. ^ „Zero Robotics a vynikající výkon italských studentů“.