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矽谷機器人營學員:美國課後時間長 台灣學生無暇發展才華

2017-09-18 10:35聯合遊學中心

文/翁翊鈞(台北市私立復興實驗高級中學,九年級)

這次的「聯合報矽谷機器人營」我們期待而且準備了很久。

打從暑假開始,我就迫不及待的開始做行前的準備。不論是蒐尋FRC相關的資料,還是關於加州當地的天氣,只要是和行程相關的事,一樣都沒少。宋老師在我們遠赴美國取經前教授的「行前程式訓練班」我也是一堂都沒缺席。

終於到了離開台灣的那一天,我把行囊再做了最後的檢查後,綁上了聯合報的紅色行李帶,帶著興奮且期待的心情,到了台灣桃園國際機場。

在漫長的航程,我甚至為了要一下飛機就將時差調整好,時時刻刻都在和睡魔奮鬥。經過三天在舊金山的精彩旅遊,我們終於要展開為期一週的「FRC機器人研習營」。

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第一天,在 Monta Vista 機器人社的學生的解說下,我們對FRC這個比賽有了初步的了解。首先,他們用一個簡報來解釋在工作環境應有的安全概念。他們說,自己的安全比自己的工具的安全重要,而自己工具的安全比自己正在做的計畫又更重要了。經過一番解說,他們還以知識問答的方式考驗我們的記性。到了下午,我們觀看了幾支短片,才真正了解比賽的運作方式,團隊的組成,以及FRC的難度。這些短片不乏是一些Monta Vista今年的比賽片段,還有大會為了說明當屆比賽而製作的動畫影片。

第二天,大家在一番嚴謹的討論後,我們有了大致的分組-機械組和程式組。機械組的工作就是了解當屆比賽的規則,擬定出一個戰略計畫,然後設計出符合戰略需求的機器人。程式組的工作除了了解規則及擬定計畫外,當然還需要寫出能讓機器人在場上生龍活虎的程式。除此之外,他們也要把電線接到正確的位子上。我和我的朋友,林伯軒,宋彥醇早就想動動雙手製作機器人,所以我們馬上就決定加入機械組。

分完組後,我們就直接進行比賽的模擬。Monta Vista 的學生公布了挑戰!這次的挑戰是FRC 2012的比賽。機器人有大約兩分鐘的時間撿球,並且投進籃框。他們表示,這一次的比賽規則比較簡單易懂,比較適合 “Rookie Team”。我們一邊看大會製作的影片,一邊把重要的資訊記錄下來。經過一連串的討論後,我們終於想出一個符合比賽規則,符合我們程度的一套戰術。簡單來說,我們的策略就是盡可能一直取得最容易取得的分數。Monta Vista 的學生告訴我們,策略、機器人要盡量簡單,才不會忙不過來。

美國對安全的堅持令人刮目相看

之後的五天,我們畫出了機器人的設計圖,準備好需要使用的材料,並且著手進行組裝。為了執行策略,我們決定利用一端蒐集泡棉籃球,另一端用幫浦把球推進框。我們原先的設計要用粗水管來儲存蒐集到的籃球,不過我們發現,以木箱代替粗水管來儲球,更不容易卡球,更有效率。之前有提到,機器人社的學生及指導老師都對安全非常重視,所以當我們在使用電鋸切割木頭,或是使用電鑽鑽洞,他們都一定會要求我們戴護目鏡來保護自身的安全。

經過我們小隊細心的測量,切割,組裝,我們的射球機(也就是把球推出的機械)終於要完成了。在我們裝上最後一個零件,也就是射球機的力量來源-幫浦的時候,我們發現,大事不妙了。幫浦的力量竟然不如我們的預期,無法把球射到夠遠的地方,也就無法順利得把球投入籃框內。我們感到很挫折,因為我們花了整整ㄧ天半才把設計圖,材料弄好,並且組裝好。這件事雖然有影響到我們的自信心,但是在大家的合作討論後,我們想到了解決方法。我們決定把原本射球機的幫浦用飛輪取代,因為飛輪可以把球射得夠遠。飛輪雖然有力,但是安裝不正確會有 “Compression”(壓力)不足的問題。我們嘗試裝在好幾個位置上。測試到最佳的位置後,我們才能鑽洞去安裝他。

射球機安裝完成後,再來就是蒐集球的裝置。這個的運作方式就是,把籃球利用塑膠繩與木箱之間的壓力,透過斜放的木箱,運送至射球機的飛輪旁。這個機構需要的測量比射球機更多,而且精密度也更高。就像射球機一樣,塑膠繩與木箱間的壓力也必須測量,除此之外,儲球的木箱與射球機的木箱之間的夾角也要確實,這樣籃球才不會卡住。這個測量非常不易,我們有好幾次支架的高度,角度沒弄好,結果製作支架的那塊木頭差點全部報銷,不能再用了。這個機構還有一個比較困難,危險的步驟。為了讓滾動籃球的塑膠繩更緊繃,我們必須先量好塑膠繩的長度,再以有「嗑了類固醇的吹風機」之稱的熱風槍把塑膠繩稍微融化並且把兩端黏起來。這個動作其實非常危險,因為一不小心,就有可能會燙傷。好在宋彥醇很勇敢,扛下這個任務,把兩端黏好,一旁的人趕緊幫忙用濕海綿降溫。我們之後繼續又把幾條塑膠繩給弄好,並且拿了籃球實際的測試。我們看著泡棉製的籃球緩緩的沿著木箱上去,都開心得手舞足蹈呢!

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終於到了這一刻,我們把射球機和蒐集球的機械結合成為一體,變成一部機器人。雖然我們有一點緊張,但是我們對這幾天努力而來的心血卻信心滿滿。我拿起了控制機器人的搖桿,按下撿球的按鈕,我可以感受到這一個星期以來,我們的努力與付出都值得了。那橘色的籃球沿著木箱滾到快速轉動的飛輪,「咻」的一聲,球飛出去了!我們當場都非常興奮,因為我們知道,我們成功了!就連Monta Vista 的學生都為我們感到開心。

在這一次難得的機器人營裡,我學到很多東西。這些東西也不一定都和機器人相關。首先,我們在第一天就看到他們的表達能力非常出色。他們能以輕鬆的口吻,把一則投影片完整的報告給我們聽。反觀我們,報告一則投影片對我們來說,不一定很容易。再來,我一直對他們的安全措施刮目相看。他們對安全的堅持,會連鎖螺絲都戴護目鏡。對於這一點,我覺得十分值得效法。我們受了傷,不就甚麼都做不了了?FRC是一個要靠團隊自己的力量的比賽,所以為大公司報告並想辦法獲得贊助,就得靠我們的表達能力了。我還有注意到,他們都很早就放學。他們課後時間比臺灣的長,所以他們有充足的時間可以鑽研機器人,或是他們喜歡的事。對於臺灣的國,高中生,上學都要上到六點,補習也要補到九,十,甚至十一,二點。學生在這樣的學習壓力下,豈不是抹殺他們的才華嗎?

在這邊,我想感謝聯合報,讓我們有這麽獨特的體驗。我相信如果沒有聯合報幫忙,我們也無法學習到那麼多。當然,這次能吸收那麼多FRC的經驗,都是Monta Vista機器人社的功勞。他們待人很和善,而且用心教導『菜鳥』的我們。我希望明年的FRC比賽,可以不負眾望得,一舉挺進休士頓的決賽!

夏令營遊學機器人矽谷

聯合遊學中心

提供孩子全球化教育學習方案與閱讀視野,並結合聯合報系與世界日報所具備的核心資源網絡與廣大人脈,為孩子在全球各地蒐羅及規畫一系列最新趨勢、最具啟發性與創見的主題營隊和課程。
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