明日珠海： 教你看懂乐高机器人大赛作者:李瑾来源:南方都市报编辑:南都app世锦赛华南区选拔赛将在会展中心举行，孩子指挥机器人拼了。历年比赛主题。主题：乐高机器人大赛——Jr.FLL和FLL世界锦标赛华南选拔赛地点：珠海国际会展中心时间： 明日（4月19日）四步走教你看懂赛事机器人都是“大白”那样的人形吗？机器人玩什么？玩机器人可以帮助青少年什么？最直观的，数学、物理、工程、电子技术、信息技术、人工智能等多种跨学科知识都融汇于其中。首先，动手搭建模型。其次，利用图形编程软件，为机器人加上一幅“大脑”。第三，不断调试，让机器人完全听从你下达的指令，叫干啥干啥，指哪去哪。整个过程中，孩子的动手能力、思考能力必然得到提升，团队合作的精神、与人沟通的能力、寻求更高帮助的能力也将提升。现在来八一八，怎么“欣赏”一场具体的乐高机器人比赛——1、主题：每年固定主题 开放性问题解决方案每年的FLL世锦赛都会在年初公布今年的主题，参赛者根据主题进行研究设计。例如2013年的主题是“爱晚行动”，2014年是“自然之怒”。所谓“爱晚行动”，即让孩子们思考如何为热爱的老人或将来的自己进行创新的技术设计，让老年人的生活变得更容易、不孤单、有意义。“自然之怒”，则是让孩子思考，当自然灾害发生时，我们能做什么力所能及的事情？如何预防自然灾害事件？如何在自然灾害中求生？灾害过后我们又将如何重建我们的家园？2015年的主题是“无界课堂”。参赛者将重新定义如何在21世纪获取知识和技能，队伍们将教会大人们什么是孩子们需要和想要的学习方式。FLL的主题有的是现实中的实际问题，有的是科学幻想题材，它提供开放性的问题解决方案，参赛者可以用不同的方法达到同一项目标，从而充分发挥想象力、创造力，培养其开放性思维。2、核心比赛形式：场地竞赛一个个主题怎么表现出来呢？FLL赛事的核心比赛形式是场地竞赛。参赛队伍要使用LEGO MINDSTORMS和乐高积木，通过搭建、测试和编程制作一个自动的机器人，在规定的场地上，让其完成一系列规定的任务。场地赛需要两种东西，一是赛台，二是场地。赛台被乐高粉们誉为“乐高唯一的良心”，代理商不提供，可以自己打造，而且尺寸万年不变，不仅在FLL的比赛中适用，还可以用于国际奥林匹克机器人大赛WRO。赛台尺寸如下：单个赛台的内部尺寸长为1143mm，宽2362mm，四周装有边框，高为100mm。场地就没有那么容易了。每年的一套场地都要自己购买的，而且价格不菲，要找LEGO的中国代理商西觅亚购买。到手之后，按照里面附带的光盘进行场地搭建，里面还有一个小册子，告诉你本次比赛任务的一些细节。2014年“自然之怒”比赛场地。3、计分：用规定器材完成规定任务以“自然之怒”为例，大赛有19项任务，两种处罚。任务方面 & 例如：货车20分，货车需要碰到右上角黄色安全区域；树干30分，高的树干要修剪，避免高压电的危险；海啸20分，启动海啸，感受海啸的威力；救护车25分，要进到右上黄色安全区域，四轮都要在场地上，不能翻倒或被提起；跑道30分，比赛结束时，除了海啸的三个浪外跑道要清空，让运输机再次起飞!搬家20分，房子旁有土石流，要帮房子搬到右方中间粉红色安全的区域；基地隔离测试30分，请您做个实验来证明可以移动的房子比较安全，让右侧的房子倒塌，左侧的要完好；房屋上升25分，有些地方容易发生水患，所以请帮房子抬高；家人30分，要让小孩的3个家人团聚，3个同在一区域分数最高……处罚方面 &例如把策略物体（为了让主体完成特定的功能进行搭建的积木实体）随意丢弃会被扣分，机器人的尺寸如果太大，也会被扣分。看到这里，你大概明白机器人怎么比赛了吧？在竞赛中，机器人必须从基地出发，每次驶出基地后可以尝试完成1个或者多个任务。机器人可以多次往返，其运行必须是自动的。19个任务总分在600分左右，以上任务需要在2分30秒内尽可能多地完成。也就是说，规定时间内，任务完成得又多又好又准确，又没有丢分，那你就实力大大的好。相比之下，今年竞赛主题“无界课堂”的任务就抽象得多，例如云端访问、社区学习、搜索引擎、远程交流、反求工程、研究性学习等。选手们倒是可以参照详细的任务说明来设计机器人动作，但观看的人未必能明白这个动作代表什么。装备清单。4、如何提升“行家指数”：EV3主机套装 + 核心价值完成那么多任务，需要一个带电机的主体机器人和多个策略物体。一般来说，参赛者要购买一个含主机的套装，里面包括马达、控制器、灯、触动传感器、光电传感器、角度传感器、超声波或红外传感器、颜色传感器等“高科技”的东东，但主机套装里的积木是远远不够用的，所以还要买多个配件库。乐高粉的经验就是，LEGO的机器人套装是个大坑，需要大量的时间和金钱才能玩好，做好准备再往里跳吧。去年自然之怒主题，第一次允许使用EV3套装，这就意味着，以前的比赛，只能同时使用3个电机，现在可以使用4个了，而且还有全新的角度传感器。EV3之前的套装，主要有RCX和NXT套装。记住这三个套装的名字，足够“有范儿”了。除了场地竞赛外，FLL大赛更强调孩子们像科学家和工程师一样思考，所以还包含课题研究、技术问辩环节，以及强调团队合作精神。大赛鼓励孩子们创建一个全新工程或科技解决方案并分享结论，希望队伍进入社区调研、请教专家，与他人分享研究成果和解决方案。我们是一个团队，我们很快乐。我们在教练和辅导员的指导下，自己努力地去寻找问题的解决方案。我们认为比赛过程中的收获比结果更重要。我们乐意分享我们的经验和成果。我们做每件事都要表现出高尚的体育精神。这几句话是FLL的核心价值观。 FIRST创始人Dean Kamen 说“我们需要给孩子们展示设计游戏比玩游戏更有趣，参加FLL比赛，孩子们发现他们自己职业发展方向，并且学会了如何去为社会作出积极的贡献。”背景：追求让科技变成娱乐FLL乐高机器人大赛是由美国非盈利组织FIRST和丹麦乐高集团合作发起的一项综合性机器人赛事。发明家迪安o卡门（Dean Kamen）于1989年创立了非营利机构 FIRST其目的是激发青少年对科学与技术的兴趣，努力使科技活动像体育与娱乐那样吸引孩子们。1998 年，FIRST 机构与乐高（LEGO）集团组成一个联盟组织即FLL（FIRST LEGO League），为全球9-16岁的孩子们提供机器人竞赛。FLL赛事根据年龄段不同又分为两项，面向低龄儿童（6-9岁）的Jr.FLL ，以及面向青少年（9-16岁）的FLL。此外，FIRST 机构主导着另外两项世界机器人赛事：FTC机器人技术挑战赛 （14-18岁）和FRC机器人挑战赛（18+）。每年年初，FLL就会公布年度挑战项目，也就是比赛主题，比赛的具体内容和细则则要到9月才公布。比赛鼓励孩子们用科学的方式去调查研究以及自己动手设计机器人。孩子们使用LEGO MINDSTORMS 产品和LEGO积木，在辅导员的指导下进行设计、搭建、编程工作来解决现实世界中的问题。由于每年主题不同，设计的任务数量也不同，比赛的总分也不一定，参赛队伍有很大的发挥空间。世界重要机器人赛事●机器人足球赛。国际上最具影响的机器人足球赛主要是FIRA和RoboCup两大世界杯机器人足球赛。●机器人灭火竞赛。比赛是在一套模拟四室一厅住房内进行，要求参赛的机器人在最短的时间内熄灭放置在任意一个房间中的蜡烛。目前，机器人灭火比赛已成为全球最普及的智能机器人竞赛之一。●综合竞赛。主要包括国际机器人奥林匹克竞赛和FLL世锦赛。●机器人格斗大赛。机器人格斗大赛是指日本举行的二足机器人竞技格斗大赛。比赛规定，机器人不论采取何种动作，只要击倒对手三次即为获胜，因此一些动作五花八门，令人忍俊不禁。电影《超能陆战队》的第一个场景就是机器人格斗大赛。采写：南都记者 李瑾两车发生交通事故，轿车内3名志愿者受伤。
两位老人走了40000公里，正好和地球赤道周长差不多。
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　　没有遥控，没有牵引，奇形怪状的小车在赛道上完成各种挑推撞投的任务，做出各种辗转腾挪的动作，看着这一切，你是否有一种化身四驱兄弟的感觉？面向青少年的机器人比赛有很多，这一种叫FLL。
　　FLL，全称为FIRST LEGO League，它是1998年由美国FIRST非盈利性机构和丹麦乐高集团合作主办的，针对9-16岁孩子的国际性机器人比赛。如今，FLL已经走进我国，成为全国机器人大赛的项目之一。
　　-25日，第十五届青少年机器人大赛在鄂尔多斯市第一中学举办，作为对科技颇感兴趣的人，我参观了这次比赛，趁此机会对FLL和参赛的选手进行了一番了解，希望我的总结能对机器人爱好者们有所帮助。
　　FLL有什么特殊的比赛规则？
　　国内FLL大赛由“研究问辩”“技术问辩”“挑战赛+团队配合”三部分组成。
　　“研究问辩”需要按照各年的主题提交电子文档，分值为100。“技术问辩”阶段，以专家当面提问、选手当面回答的形式进行，一是考验选手的表述能力，二则能起到一定的防伪作用，防止高价购买机器人等恶性现象的发生，分值为100。“挑战赛+团队配合”无疑是看起来最有趣的一部分，直到这一步，各家的机器人才上场去完成各种动作，其具体规则由标准场地而定，标准场地每年都在改变，每套地图+积木的统一价为2000元，由FLL官方每年十月全球统一发行，图为2015年度FLL大赛标准场地――无界课堂，分值780。
　　具体的比赛规则由场地而定，下面是“世界课堂”的比赛过程：
　　1.用多功能框架A，沿路线I、II、III、IV。在区域1完成适应变化条件，约见，远程交流，社区学习，突破性思维，利用正确观念，机器人竞赛，运动，拿回四个环及反求工程。
　　2.用多功能框架B，沿路线V、VI、VII。在区域2完成开门办学，研发发动机，拿回一个环。
　　3.用多功能框架C，沿路线V。在区域2完成研究性学习，拜师学艺。
　　4.用多功能框架D，沿路线I。在区域3完成约见任务，云端访问。
　　具体分值如下：
　　想当一个优秀的FLL选手一定得有战术思想，历届FLL中都有些比较难的项目（如今年的“约见”），如何取舍就需要自己掂量了。
　　要参赛，需要哪些硬件设施？
　　不得不说，参加机器人大赛需要很高级的硬件设施作保障，且参赛必须以学校、机器人俱乐部或少年宫为单位报名，最终杀入决赛的队伍又大多来自各省的中小学。可见，如果你对此有兴趣，考上一所资金雄厚、肯为学生在这方面投资的学校就对你很有帮助了。也许泼了你的冷水，但事实就是这样――能支持起这种项目的学校大多是各省首屈一指的中小学，需要不低的分数才能进得去。因此，对于多数人来说，好成绩是参赛的先决条件。
　　图为鄂尔多斯市第一中学机器人实验室内
　　FLL是团队赛，队里的四个人常常需要一起忙活――编程、向大赛官方传视频、制作答辩PPT、填写表格等等工作都离不开计算机。
　　FLL选手中的模型搭建师每天都要和这一堆乐高积木打交道――你看得出来，这个“积木”是广义上的，里面有齿轮、杠杆、传感器以及各类积木。这样的专业零件盒在乐高官方店每一个都需要上千元。
　　EV3主机
　　这是EV3主机，乐高机器人的灵魂，它能按照程序指挥机器人作出各种反应。单机每台就要2000大洋。
　　为什么要参加FLL比赛？
　　据鄂尔多斯市第一中学代表队（即内蒙古代表队）的蒋腾霄说，闯入决赛的队伍每年大多需要30000元左右的资金支持，否则实在是难出好成绩。
　　如果培养FLL队伍是一种投资，那么学校想必不会做赔本的买卖。各个学校大力支持FLL学生团体的最直接原因是全国机器人大赛有着极高的认可度――获得国家三等奖及三等奖以上的学生就有了参加自主招生考试的资格。中国FLL大赛是全国机器人大赛的一个项目，同时又是世界FLL大赛中国赛区的指定赛事，在国内获得冠军、亚军、季军的队伍才能获得国际FLL大赛的参赛资格，国际FLL大赛在世界高校中也同样具有极高的认可度。
　　据从事FLL培训多年的徐保毅老师说，中国派出的FLL队伍时常能拿到冠军，分数远超第二名，因为“外国的学生把这当作兴趣来玩，而中国把它当作竞赛来对待”。
　　总之，对于我国的孩子来说，FLL选手们从学霸中来，到学霸中去。
　　制胜法宝：团队协作
　　毫无疑问，FLL是团队赛，团队精神的重要性自不必说，良好的团队分工对比赛的方方面面都有所裨益。每支标准FLL队伍由4个人组成。虽然各种FLL比赛的官方都没有为其划定分工，但在私下里选手们早已做好了分工。下面我就介绍FLL中最流行的角色。
　　模型搭建师
　　FLL机器人由三部分组成――框架、基础小车、传感器、EV3或NXT处理器（NXT价格稍低，性能也差一些），模型搭建师需要把一盒盒张牙舞爪的零件拼装起来，重量、结构、尺寸等方方面面都需要“斤斤计较”，这样机器人才能有最好的发挥。
　　值得一提的是，FLL大赛允许选手用一些非乐高出品的小玩意，例如下图中的黄色皮筋（当然，乐高公司竞争对手出品的零件是不能用的）。
　　好的模型搭建师不仅要多上网学习、交流，还要学会自主创新。图为内蒙古代表队的基础小车底部，葫芦状的是两个光电传感器，他们能识别赛道上的光信号，以修正机器人前进方向；黄色的小轮是该队独创的“万向轮”，能使机器人转向更流畅、稳定性更强。
　　程序编写员和程序测试员
　　就像你在视频中看到的那样，只有操作手能在一块叫“基地”的小区域稍微摆弄一下机器人，机器人的动作大多由程序编写员在后台完成，上图为程序的一小部分。而程序测试员需要精准地复场地、记录参数，参数几何又与机器人结构、操作手的技术有关…………四个人需要不断磨合才能把机器人调整到最好的状态。总之，你要精通些编程软件，并有足够的耐心。
　　操作手
　　好的操作手要对场地了如指掌，对机器人了如指掌，他们是人机配合的桥梁，视频中操作手迅速将机器人“丢来丢去”的动作看似随意，但绝非一朝一夕能练成。
　　在短短的三五秒中，他们已经完成了换架子、调整方向、换程序、瞄准有色赛道四个步骤。每个操作手都有自己的一套参数，他们的力度、手感都与程序有着紧密的联系。
　　有付出才有回报
　　光有足够的硬件支持是不够的，选手们还要肯努力。乙桓鲇胖实目蚣芾奂菩枰辽50小时，程序需要修改无数遍，场地要重新摆无数次…………蒋腾霄趴下足有一米九那么长，场地底座长为2438毫米。内蒙古代表队的每个成员都累得在场地底座睡过，枕卫生纸这招是队长李智发明的。
　　当然了，努力总有回报，在多次试验后，李智发现，在“约见”环节，只要机器人行进得足够缓慢，显示牌总会停在蓝色区域。
　　总之，你想成为专业FLL选手，就要做好下工夫的准备，还要善于总结，足够聪明。你看，创新思维不仅能让你在机器人大赛上有所建树，还能让你睡得舒服点。
　　（感谢蒋腾霄同学、徐保毅老师对本文的支持。）
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玩与学 | 《乐高EV3机器人搭建与编程》
如果你正在寻找不需要焊接电线或学习高深的编程语言就能够一窥机器人奥妙的方法，那么LEGO MINDSTORMS EV3正是你要找的。你可以通过LEGO连接部件和图形界面来搭建机器人并为其编程。当你准备好接受新挑战的时候，你还可以破解操作系统并使用更高级的编程语言，如Java。你还可以把几个EV3机器人连接起来，让它们具有更强的计算能力或者让它们互相之间实现无线通信。
2016年4月，在中国上海将有一个专为少儿和亲子开放的乐高室内游乐园开园，这一消息迅速被国内各大媒体传播开来。那么，乐高是一个做游乐园的公司么？显然不是。乐高公司始创于丹麦，80余年的发展历史使它成为了全球十大玩具品牌之一。他们的产品既有易于6岁以下儿童抓握和组装的得宝积木，也有适合7岁以上儿童的以各种主题为卖点的标准积木。除此之外，各种可以通过齿轮、杠杆、滑轮等零件组装而成的复杂机器人，也深受10岁以上青少年的喜爱，并且激发了他们学习物理、结构、力学的兴趣。
但即使是乐高这样一个全球十强的玩具公司，也曾有面临危机的时候。 1998年，乐高集团自锁积木的专利已到期，大量兼容乐高的积木品牌纷纷出现，长期保持的垄断地位很快就要被打破。于是在2004年，正努力改善公司产品的乐高邀请了世界上最有创意的一群玩家，依托于他们的天赋，乐高公司开发出了盈利空间很大的头脑风暴机器人套装产品—MINDSTORMS NXT。由此乐高进入了机器人时代。
这本书围绕家庭版和教育版的乐高MINDSTORMS EV3进行讲解，从零开始由浅入深地为读者介绍了众多知识。既帮助从未接触过乐高产品的用户了解了乐高家族各个系列的产品，又对比了乐高MINDSTORMS EV3与上一代产品MINDSTORMS NXT的区别。书中的每一章都根据乐高官方提供的搭建方案进行讲解，帮助读者完成家庭版MINDSTORMS EV3或教育版MINDSTORMS EV3的搭建、编程及改造。本书涵盖了众多非常酷炫的机器人搭建方案，例如地板清洁机器人、可分辨扑克牌颜色的机器人等。书的最后还介绍了更多高级的编程方式以及MINDSTORMS EV3的扩展玩法。
本书旨在给你作入门指导。书中的所有项目都适合各年龄段的新玩家，无论是在教室集体操作还是独立搭建。本书尽可能地既告诉大家操作步骤，又解释这样做的原因。仔细阅读本书， 拆解项目，并改善它们。努力去做，别再抱怨说，你的地板清洁机器人不能发邮件告诉你地板已经清理完毕，或者不能爬楼梯。
乐高EV3机器人搭建与编程
本书介绍了EV3机器人相关的搭建与编程知识，包含12章和一个附录。本书从EV3的开箱、配件介绍开始，介绍了EV3与NXT的不同、机器人的搭建、机器人的改造，并为EV3编写巡线程序、地板清洁程序、扑克魔术程序等，同时还从菊链项目和扩展玩法等多个方面介绍EV3的强大功能。附录部分还对EV3中涉及的各类名词给出详细的解释。 本书为全彩印刷，内容丰富且易学易会。书中所介绍的知识非常适合中小学生课外拓展学习，也适合对LEGO产品感兴趣的读者参考阅读。
第四章搭建第一个机器人图片赏折
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选择支付方式：一.FLL是什么？FIRST LEGO League是FIRST机构与乐高集团组成的一个组织。由发明家 Dean Kamen创立的FIRST机构 (For Inspiration and Recognition of Science and Technology) 目的是激发青少年对科学与技术的兴趣。FLL是一个针对9-16岁孩子的国际比赛项目，开始于1998年，2003年引入中国。每年，由教育专家及科学家们精心设计的FLL挑战内容将通过网络，全球同步公布。挑战任务由机器人竞赛和主题、研究项目两个部分组成，这个项目鼓励孩子们用科学的方式去调查研究以及自己动手设计机器人。孩子们使用LEGO MINDSTORMS 产品和LEGO积木在辅导员的指导下为机器人进行设计、搭建、编程工作来解决现实世界中的问题，赛季的高潮是举办一个运动会式的比赛。每年全世界有超过100万的青少年参与FLL的比赛。二.FLL比赛的核心理念我们是一个团队。我们在教练和辅导员的指导下，自己努力地去寻找问题的解决方案。我们的宗旨是友谊第一，竞赛第二 。我们更重视比赛过程中的收获。我们乐意分享我们的经验和成果。我们做每件事都要体现高尚的职业修养。我们很快乐。三.在北京可以参加哪些FLL比赛1月：科协主办的FLL机器人挑战赛区赛3月：科协主办的FLL机器人挑战赛市赛4月：FLL世锦赛中国区公开赛6月：FLL世锦赛决赛7月：科协主办的FLL机器人挑战赛全国决赛11月：教委主办的FLL机器人挑战赛以上比赛成绩均可作为小升初科技特长生认定的依据。四.2016年和2017年挑战主题2016年主题：资源再生（Trash Trek）2017年主题：动物联盟（Animal Allies）五.集训营相关事项：开营时间：日名额：限10人。参与条件：8岁以上，有乐高EV3机器人基础。训练时间：周二至周五，上午9:00-12:00，下午14:00-17:00更多信息请添加乐创教育客服微信咨询：我们已经准备好了，只等你来！乐创教育乔庄活动中心(ledo_qz)　
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