Введение

Конкурс робототехники The FIRST LEGO League Challenge (ранее известный как FIRST LEGO League) – это международное соревнование.

Каждый год в августе командам FIRST LEGO League Challenge представляется научная задача, основанная на реальных проблемах, для изучения и исследования. Робототехническая часть соревнования включает в себя проектирование и программирование роботов Lego Education для выполнения заданий. Участники разрабатывают решение проблемы, связанной с ежегодно меняющейся темой, а затем встречаются на региональных, национальных и международных турнирах для состязаний, обмена знаниями, обсуждения идей и демонстрации своих роботов. FIRST LEGO League Challenge – это партнерство между FIRST и LEGO Group. Это третий уровень FIRST LEGO League, следующий за FIRST LEGO League Discover для возраста 4-6 лет и FIRST LEGO League Explore для возраста 6-10 лет.

Подробности конкурса

В начале соревновательного сезона FIRST отправляет каждой зарегистрированной команде комплект официальных соревновательных материалов, состоящий из "коврика испытаний", электронных и механических компонентов LEGO и инструкций по сборке моделей для коврика (в совокупности известные как "Комплект испытаний", ранее – "Комплект настройки поля"). Команды также получают список заданий, называемых "миссиями", которые необходимо выполнить с каждой моделью на коврике (например, взять деталь из одной модели и поместить её в другую). FIRST LEGO League Challenge предоставляет командам полную свободу в выборе способа выполнения миссий, при условии, что они выполняются запрограммированным роботом LEGO Education без внешней помощи. На выполнение миссий, называемых "Робо-игрой", роботу отводится две с половиной минуты. Каждая команда имеет как минимум 8 недель на анализ коврика испытаний, проектирование и сборку робота LEGO Education и его программирование для выполнения поставленных задач любым подходящим способом. Робот должен быть автономным и может содержать только один программируемый блок LEGO Education и не более четырех двигателей. Помимо непосредственного заезда робота, или "Робо-игры", в соревновании предусмотрены три дополнительных секции, оцениваемые судьями, для предоставления командам обратной связи по достижению целей обучения FIRST LEGO League Challenge. Первая сессия судейства – "Основные ценности".

Таблица показателей

Когда начинается официальное соревнование, каждая команда приносит своего робота для участия в состязании на официальном поле, идентичном их собственному. Во время матча у доски допускается присутствие двух членов команды, однако они могут меняться с другими участниками команды. В случае серьезной проблемы, например, полной поломки робота, вся команда может находиться у доски до тех пор, пока проблема не будет устранена. Членам команды запрещено приносить дополнительные роботы или какие-либо другие предметы к доске во время соревнований. Робот начинает работу в зоне, обозначенной как "база" – белой области в углу или сбоку стола. Находясь на базе, два члена команды могут касаться робота и запускать программы. Если команда касается робота за пределами базы ("вмешательство"), судья назначает штраф, в результате чего команда теряет жетон точности. Это стационарные модели LEGO, которые увеличивают итоговый счет, если они остаются на поле до конца матча, стимулируя команды избегать вмешательств в работу робота. Робот не обязан возвращаться на базу; некоторые команды успешно выполняли все задания, не возвращаясь на базу в течение отведенного времени. Более того, в соревнованиях 2008–2009, 2009–2010, 2011–2013 и 2021 годов начислялись очки, если робот находился в одной из двух определенных зон, не включая базу, в конце двух с половиной минут матча.

Запчасти и платформы для роботов

Команды FIRST LEGO League Challenge могут использовать "любые строительные детали LEGO в их оригинальном заводском состоянии" для создания своих роботов. Роботы программируются на любом языке, обеспечивающем автономное движение. Многие команды предпочитают использовать среду программирования на основе блоков, такую как официальное программное обеспечение EV3, официальное программное обеспечение NXT G (в настоящее время устаревшее) или Robolab. Все они основаны на LabVIEW. Используемые роботы – это комплекты Lego Education. До 2021 года платформой выбора была Lego Mindstorms EV3. Хотя EV3 по-прежнему допускается к использованию на соревнованиях FLL, начиная с августа 2022 года, Guided Mission будет доступна только для SPIKE Prime.

События

Команды в разных частях мира имеют различные сроки для завершения строительства робота из-за разных дат проведения квалификационных турниров, но им должно быть выделено минимум 8 недель после "Global Challenge Release" (дата, обычно в августе, когда детали заданий и исследовательского проекта становятся общедоступными). Затем они участвуют в турнирах FIRST LEGO League Challenge, аналогичных региональным соревнованиям FIRST Robotics Competition. Первичными уровнями соревнований управляют организации-партнеры (чаще всего связанные университеты), которыми руководит представитель партнера-аффилиата или операционного партнера ("Партнер"). Партнер осуществляет полный контроль над всеми официальными турнирами в своем регионе. Границы регионов определяются FIRST. Некоторые штаты представляют собой целый регион, а другие, такие как Центральная Флорида, представляют собой сочетание округов в пределах штата. Большинство партнеров используют двухступенчатую систему: команды сначала участвуют в "Квалификационном турнире", и если они соответствуют определенным критериям и показывают хорошие результаты во всех трех областях оценки, они могут получить приглашение на следующий уровень соревнований, который чаще всего является турниром регионального уровня. В некоторых регионах существует три уровня соревнований и также может проводиться чемпионат штата. Крупнейший однодневный региональный квалификационный турнир организуется First State Robotics и First State FIRST LEGO League в Уилмингтоне, штат Делавэр. Это мероприятие, которое проводится каждый январь в Центре Боба Карпентера при Университете Делавэра, включает в себя соревнования по роботосумо, FIRST LEGO League Explore, FIRST LEGO League Challenge, FIRST Tech Challenge и FIRST Robotics Competition. Команды из Восточной Пенсильвании, Южного Нью-Джерси, Делавэра и Мэриленда (среди других регионов) принимают участие в этом турнире, что делает его крупнейшим в мире мероприятием FIRST, проводимым за один день.

Первый чемпионат

Единственным соревнованием, проводимым FIRST, является FIRST Championship. В 2007 году 96 команд соревновались на FIRST LEGO League World Festival в Атланте, штат Джорджия, 27–30 апреля. FIRST LEGO League World Festival Power Puzzle 2007–2008 и FIRST LEGO League World Festival on Climate Connections 2008–2009 годов вновь проходили в Georgia Dome и Georgia World Congress Center. Начиная с сезона 2010–2011, FIRST LEGO League World Festival проводится в Edward Jones Dome и America's Center в Сент-Луисе. В 2016 году FIRST объявила о расширении FIRST Championship до двух соревнований, проводимых подряд. До 2020 года эти мероприятия будут проходить сначала в Хьюстоне, штат Техас, в конференц-центре имени Джорджа Р. Брауна, а затем, на следующей неделе, в Детройте, штат Мичиган, в Cobo Center. Кроме того, команды, показавшие лучшие результаты на высшем уровне региональных/штатных соревнований, могут быть номинированы для участия в одном из Открытых чемпионатов (также называемых "Invitationals"), которые организуются партнерами FIRST LEGO League Challenge. За исключением местных наград (специальное признание, разработанное партнером данного региона), награды для новичков, которая отмечает команду, для которой это первый год участия и которая продемонстрировала выдающиеся достижения, награды судей, которая отмечает команду, показавшую значительные успехи, но не квалифицировавшуюся ни для одной из стандартных наград, и награды за производительность робота, которая отмечает команду с наивысшим числовым показателем производительности робота на данном мероприятии, командам разрешается выигрывать только одну награду на каждом конкретном мероприятии.

Глобальная премия за инновации

Официально зарегистрированные команды также могут быть выдвинуты своим регионом на Глобальную премию за инновации, где они могут выиграть грант для реализации своего инновационного решения проблемы, поставленной в рамках ежегодной темы вызова. Начиная с сезона «Союзники животных», команда, занявшая первое место, получает 20 000 долларов, а два других финалиста – по 5 000 долларов. Эти средства можно использовать для дальнейшей разработки идей команды или для продолжения участия в программах FIRST. Все три команды-финалиста также получают набор LEGO Mindstorms Education EV3. Все заявки рассматриваются жюри, состоящим из экспертов в области инженерии и промышленности, а также специалистов по теме вызова текущего года. Команды оцениваются по следующим критериям: выявление проблемы, инновационность, практическая реализация и эффективное применение принципов STEM. Из всех команд, выдвинутых регионами FIRST LEGO League Challenge, двадцать команд отбираются в полуфиналисты и приглашаются на торжественное мероприятие Global Innovation Award Celebration в Сан-Хосе (ранее проходившее в Вашингтоне, округ Колумбия). На этом мероприятии команды представляют свои проекты жюри, после чего объявляются победители и финалисты, получившие денежные призы.

Инноваторы

Амелия Уайлер, выпускница школы Уоринга в Беверли, штат Массачусетс, США, основала STEM Inspires – некоммерческую организацию с кодом 501(c)(3), чтобы привезти FIRST LEGO League в Руанду. Она создала более 15 команд и познакомила с робототехникой более 300 детей в Руанде. https://steminspires.tech