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文接上回。这次我们聊一下关于场地赛的一些想法。
为什么我说这个视频里面的场地任务解决方案,被我称之为“孩子们的FLL”。
因为我感觉到,这是孩子的“设计”。
如此简单的想法,走到哪做到哪;
如此单纯的设计,没有花哨的结构;
作为成人,我没那么单纯的设计能力……
群里有很多老师,也有很多家长,都很清楚。
FLL的比赛,学生投入精力很多,同时背后的团队投入的精力也很多。
机器人教育,虽然现在火起来了,但市场上普遍的认知,还是在搭搭东西,编编程,动一动,然后拍个照,这样的一种结果外化方式。
当然,我也是作为家长的一份子。
(图片是我女儿,只是让大家感受一下:下课场景)
只有所谓的体系,只有所谓的教学目标。
虽然各种广告打的概念都很好,各个家庭也能接受这些理念。
但是真正操作起来的时候,家长要看的是外化结果,对于老师来说,学生其实是客户,即便是想要如何去做,也没办法执行。
这个是一个挺让人揪心的问题。
牢骚先不发了,可能因为我自己本身有其他主业,所以允许我作为一种“非主流”的,跟着自己的理念走的老师。
其实我认为,场地赛,除了成绩之外,由于没有老师、家长在身边,对同学们的自理能力,协调能力等等的培养,是非常有效的。
我自己的学生家长,都认可这点。所以可能这也是我这样的教学方式能够被接受的原因吧。感谢支持。
作为老师,无疑,我是幸运并幸福的。
昨天华东赛公布成绩了,今年我这边2支新队伍,都算是第一次参赛。
成绩还不错,一个一等奖,一个三等奖。
三等奖那个其实很可惜,如果不是没发挥好,估计也可以达到一等奖的水平。
不过,这就是比赛!
回头来说说场地赛。
我并不想太多的去评论,还是给大家一些干货吧。
每一次的场地赛,其实从设计角度上来说,都是很精心的。
每个任务会有含义:
比如,这个马桶冲水的任务。
当马桶冲完水后,净水装置会把排泄物和水自动分离,并要求带回,进行进一步的处理。
然后,你可以把水用来浇花,也可以把水排放到水源,让大自然来分解处理。
每次参赛前,我都会跟同学们去分析一下场地图纸的设计理念。
就像“2018饮水思源”,
其本质是一种水资源循环的管理理念的体现!
如果我们只顾着完成任务,而不去欣赏下设计师“大神”的作品,是不是有些可惜呢?
每次场地赛的任务,逃不开4个动作要求:
推、拉、放、提。
这些动作本身对于学生而言,我相信在日常的教学中经常碰到。所以单一去完成某个任务,问题应该不大。
关键点,还是在于解决方案的线路设计和合理建模。这两者,其实是千变万化的。
2分30秒的时间要求,20个左右的任务,是有难度的。
往往一个好的解决方案,可以瞬间拉开和别人的差距。
很多同学方案也做了,但发现,由于场地很大,所以累积的误差会非常大。导致程序很难调试准确。
即,如果一次触发需要完成很多任务,就会越到后来,问题越大。
搭建我没法在这里跟大家交流,反正零件越多,当然可以搭的越复杂。可实现的动作也就越丰富。
但我一直推崇在有限的零件下,实现各种解决方案。
就像文顶上视频里面的那两个女孩用的机器人,看上去比很多都简单。
不过,
机械臂简单,意味着程序难度加高;机械臂复杂,意味着程序难度降低。
这句话大家可以理解一下。
机械臂越简单,能够物理调整的空间越小,对程序的精准度要求就越高。
反之则容错率提高,代价是,需要大量的零件。(即需要投入更多的硬件资金)
有很多人说视频中的这个机器人,程序要调试几千遍,哈哈哈哈。
那么接下来,我就说说,如何才能做到视频中这两个女孩的“小巧灵活”吧。
以下问题供大家参考。
1、走位的准确度
平时的训练场地和赛场,各种参数都会不断的变化。而很多队伍,就吃亏在这里。
其实日常我使用的走位,都是以时间和电机的反馈数据为校准参数的。
也就是说,在大家普遍用电机旋转角度来控制行进距离的时候,我使用的是:
在规定时间内,电机转动度数和实际要求值的差来实现自动校准,并自动判断停止位置。
这样的好处是,这个校准是实时的!
所以,可以在真正的赛场应用中,实现很有效的降低摩擦系数变化等等的误差。
只要在测试时,在赛场上跑一段长距离,就可以收集场地参数,并马上在程序上进行一个标准参数的调整。
此方法很方便,大家可以思考一下,试试看,至于具体如何使用,我可以在以后的课里面,具体讲讲这方面的理论。本文主要讲一些我的赛后思考和分享。
2、移动转向的方法
之前我有一篇关于用时间参数和陀螺仪配合精确计算转向度数的文章,大家可以去看看。屡试不爽。
说实话,在比赛中,咱就从没有因为转向角度的问题,产生过失误。
3、匀加减速
因为要追求速度,所以,很多时候,在场地任务上,电机保持开足马力的状态。
但正因为这样,由于场地摩擦系数(包括轮胎污渍)的影响,加上惯性,甚至是电量问题,都会导致电机的误差体现的非常大。
这时匀加速和匀减速的程序,可以很好的起到启停缓冲作用。
加上#1提到的电机反馈校准,基本上经过简单的参数收集和调整,
这样的程序,可以满足任何复杂情况的应变。
4、机械臂防抱死(ABS)
这个事情是最最容易被忽略的。
可以说,一场FLL下来,近3成的队伍,都是0分。
为什么?
因为机器由于走位、机械臂故障,等等原因,卡在场地上了……
而程序本身同样被卡死,因为前面的一个模块没有完成,后面的模块就继续不下去……
尴尬……
防抱死的概念其实源于汽车的刹车装置,简单说,就是通过一种时间和电机转动数据的反馈值(汽车上可能是一个感应器)。
当机械臂被卡主,主程序自动感应到电机不转后,放松电机,使之至少能进行下一个程序模块执行的辅助程序。
很高端是不是?!
哈哈哈,其实不高端,之后有机会,可以教学一下。嗯嗯。
当然不止以上四点。
这四点是我觉得,很多队伍在准备的时候,或者家长、小朋友们根本都想不到的一些方面。供大家作为一种学习目标的参考。
一个场地赛,给孩子的收获可以很多,也可以很少。
正如我所说的,团队、协调、交流、观摩,思考……
所有这一切,都是我们值得参赛的原因。
难道只是为了得个奖去的吗?
难道只是为了展现“成果”吗?
其实值得我们学习和思考的东西,很多很多……
这两天,我在教育我这帮小子和闺女们,一等奖也好,三等奖也好,其实并不证明什么。
有没有真才实学,才是你们要考虑的问题。
作为很早就开始接触并执教机器人项目的教育人。
这个理念我从来没变过。
学机器人,不是为了造机器人;
机器人更不能代表STEM;
通识、思辨、表达、技术、创造、学习、验证、探索、领导力、团队感……
这些或许校内我们无法驾驭的综合能力,才是我们真正希望看到孩子获得的。
同样,这也是我希望未来我的Hannah和Sheldon学会的。
与君共勉。