FRC 机器人竞赛是全规格的高中工程实践:由学生组成的团队设计、制造并编程一台工业尺寸的机器人,然后将它送上赛场,参加每年全新的比赛项目。
FIRST Robotics Competition(FRC)由非营利组织 FIRST 主办,常被形容为"思维领域的校队运动"。与规模较小的桌面机器人挑战不同,FRC 的机器人是由团队在一个紧凑、限时的赛季内打造出的大型高速机器。对于热爱动手建造、软件开发,并能在压力下团队协作的进取学生而言,它是 STEM 领域中最具挑战性、也最有收获的项目之一。
FRC 机器人竞赛如何运作
每个赛季都以一场全球性的 Kickoff(启动)活动拉开序幕,通常在一月初举行,FIRST 会在此公布当年的比赛项目和规则。从那一刻起,团队便进入约六周的建造赛季,用于设计、加工、布线并编程他们的机器人。FIRST 会提供一套零件包(Kit of Parts),包含底盘和其他核心组件,但团队需自行添加定制机构、加工件和代码。
在赛场上,机器人以三支队伍组成的联盟展开比赛,相互配合,对抗由另外三支队伍组成的对方联盟争夺分数。比赛通常以一段短暂的自动阶段开始,此时机器人完全依靠预先编写的代码运行,随后进入手动操作阶段,由学生操作手接管控制。由于每年的比赛项目各不相同,每个赛季都奖励全新的策略、机械设计和严谨的软件。
比赛项目、计分方式和规则每年都会变化。请始终在官方 FIRST 网站上确认当前赛季的细节、日期和报名费用,而不要依赖往届赛季的数据。
谁可以参赛,以及团队如何组建
FRC 面向 9 至 12 年级(约 14 至 18 岁)的学生。加入无需任何技术经验,这使它成为对工程好奇但尚是新手的学生的绝佳入门通道。许多团队由 10 到 20 名学生组成,并由至少两名成年主教练或导师在整个赛季中提供指导。
让许多家长意想不到的是,其中涉及的工作面有多广。一支有竞争力的团队需要的远不止建造者和程序员:
- 机械与 CAD 工作,用于设计和加工机器人。
- 编程,用于自动程序、传感器和操作手控制。
- 电气布线、气动和电源管理。
- 项目管理、对外推广与筹款,因为团队的运作很像一家小公司。
这种广度正是 FRC 与更全面的 STEM 准备如此契合的原因。同时接受竞赛编程训练的学生往往能写出更整洁、更可靠的机器人代码,而那些探索人工智能的学生则能在视觉识别和自动策略上走得更远。
通往 FIRST Championship 的路径
FRC 根据团队所在地区采用两种竞赛模式。在大区赛(Regional)模式中,团队通常被分配到一场大型大区赛事,能否晋级总决赛取决于是否满足特定的成绩要求,例如赢得赛事或获得某项关键奖项。在分区赛(District)模式中,团队参加规模较小的分区赛事并累积积分,进而通往分区锦标赛,再按各分区分配的名额获得总决赛资格。
赛季最终汇聚于 FIRST Championship(FIRST 总决赛),这是一场大型国际赛事,数百支取得资格的队伍同台竞技。重要的是,晋级并不只关乎赢得比赛。奖项还会表彰工程卓越、团队运营,以及该项目所倡导的优雅风范(Gracious Professionalism)价值观,因此一支思虑周全、文档完备的团队即便没有最高分也可能晋级。
FRC 既关乎你如何打造一台机器人,也同样关乎你如何打造一支团队。脱颖而出的学生会把整个赛季当作一个真正的工程项目来对待,有截止期限、有文档,也有共同的责任担当。
FRC 与其他机器人项目的比较
FRC 处于 FIRST 进阶体系的顶端。更年幼或更新手的学生往往先从更友好的赛制起步,例如 FIRST LEGO League,或通过 VEX Robotics 积累经验,然后再迈向 FRC 更大的机器、更高的预算和更紧凑的时间安排。每个项目都在培养可迁移的技能,许多学生随着成长一步步向上攀升。
为 FRC 做好准备
申请顶尖大学时最具竞争力的 FRC 选手,通常在入场时就已具备扎实的基本功:良好的编程习惯、对机械设计的熟练,以及在以截止期限驱动的团队中工作的能力。在 Kickoff 之前打好这些基础,正是一支仅能熬过赛季的团队与一支在赛季中出类拔萃的团队之间的分水岭。
如果你的孩子希望为 FRC 机器人竞赛的种种挑战做好准备,欢迎了解 BIAA 的机器人项目,打下竞赛赛季所看重的设计、编程与团队协作基础。你也可以浏览我们全部的 STEM 竞赛,为孩子当前的水平找到合适的起点。