機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽破解能源競(jìng)賽規(guī)則

1、附件三機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽破解能源競(jìng)賽規(guī)則一、任務(wù)機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽破解能源（簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)器人破解能源），是一個(gè)機(jī)器人破解能源的過(guò)程，旨在通過(guò)這一活動(dòng)激發(fā)青少年對(duì)能源問(wèn)題的興趣，引發(fā)他們對(duì)地球能源的保護(hù)意識(shí)。在這項(xiàng)競(jìng)賽中，除了學(xué)生要掌握機(jī)器人編程和制作，也要考慮如何面對(duì)一個(gè)多任務(wù)的項(xiàng)目,在有限的時(shí)間內(nèi)得到最好的成績(jī),在過(guò)程中培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作、對(duì)工程技術(shù)的認(rèn)識(shí)以及對(duì)社會(huì)、環(huán)境及與人的關(guān)系的思考。機(jī)器人破解能源要求一個(gè)機(jī)器人在2.5分鐘完成14項(xiàng)機(jī)器人挑戰(zhàn)任務(wù)，如屋頂?shù)奶?yáng)能電池板、個(gè)人交通工具選擇、水壩、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、電網(wǎng)接駁、太陽(yáng)能衛(wèi)星、波浪發(fā)電機(jī)、煤礦、石油鉆井、玉米收割和處理、鈾礦、植樹(shù)、能源工廠供給、油桶

2、。每個(gè)任務(wù)都有相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，任務(wù)的完成沒(méi)有先后的規(guī)定，完成任務(wù)越多，分?jǐn)?shù)越高。二、場(chǎng)地場(chǎng)地：木質(zhì)外框長(zhǎng)237cm，寬115cm， 高9cm ，內(nèi)側(cè)為黑色亞光，場(chǎng)地內(nèi)鋪有一張237×115cm 的塑膠紙，塑膠紙上擺有相應(yīng)的任務(wù)模型，其中一些任務(wù)模型是要使用子母扣固定在場(chǎng)地上。場(chǎng)地紙必須放在平坦光滑的表面上，并且用邊框?qū)⑺械膮^(qū)域圍住。北三、任務(wù)說(shuō)明及得分屋頂?shù)奶?yáng)能電池板15分：將太陽(yáng)能電池板放到海邊房子的房頂上面。個(gè)人交通工具選擇25分：將氫燃料汽車(chē)移動(dòng)到海邊房屋周?chē)陌咨貕K或者黑色車(chē)道上，并將卡車(chē)移動(dòng)到停車(chē)場(chǎng)進(jìn)行回收利用或者移動(dòng)到農(nóng)田。當(dāng)卡車(chē)在其中一個(gè)目標(biāo)位置時(shí)，且將汽車(chē)運(yùn)到指定的

3、位置，才能得分。注：停車(chē)場(chǎng)是在基地西面（與基地相鄰）的白色區(qū)域，農(nóng)田位于兩條河流之間的白色區(qū)域。水壩25分：將水壩放到基地東面河流兩岸的河堤上面，且必須直立。注：當(dāng)比賽結(jié)束的時(shí)候，裁判員將洪水放在大壩的上游，如果有房屋接觸水壩或者洪水，將扣除10分。水壩不作為游離物體。風(fēng)力發(fā)電機(jī)15分/個(gè)：將風(fēng)力發(fā)電機(jī)放到主河道北面的白色空地上，且必須直立。 電網(wǎng)接駁5分/塊區(qū)域：將輸電線(xiàn)放到能源工廠所在的白色區(qū)域以及它周?chē)木用駞^(qū)，且必須直立。5分/塊區(qū)域：連接的居民區(qū)與可以得分的水壩或者風(fēng)力發(fā)電機(jī)相連（額外得分）。太陽(yáng)能衛(wèi)星15分：放下一個(gè)衛(wèi)星的葉片。5分：第一個(gè)放下衛(wèi)星葉片的隊(duì)伍（指針指向的場(chǎng)地隊(duì)伍）獲

4、額外得分。波浪發(fā)電機(jī)25分：將隊(duì)伍自行設(shè)計(jì)的海浪渦輪（每個(gè)隊(duì)伍一個(gè)）運(yùn)到沙灘正西面的海洋中，海浪渦輪至少由兩個(gè)能互相獨(dú)立移動(dòng)的機(jī)構(gòu)組成，設(shè)計(jì)美觀與否對(duì)于得分沒(méi)有影響。煤礦10分：讓裝滿(mǎn)煤礦的軌道車(chē)沿著鐵軌滑下。只有當(dāng)軌道車(chē)接觸到鐵軌終點(diǎn)制動(dòng)器，才能將車(chē)子拿回到基地。石油鉆井10分：將所有的油桶（包括紅色的）從鉆井平臺(tái)上拿走。玉米收割和處理25分：將所有的玉米（包括紅色的）運(yùn)到基地，并且有至少一個(gè)油桶被運(yùn)到農(nóng)田里。鈾礦15分：將所有鈾礦移到農(nóng)田外面。植樹(shù)10分/棵：將樹(shù)移植到主河流北面的位置（不包括水域位置）且必須豎直向上。樹(shù)木可以連接在一起。注：樹(shù)木移植到能源工廠按照燃料得分，而不是根據(jù)植樹(shù)任

5、務(wù)得分。能源工廠供給將燃料送到能源工廠所在的地塊。樹(shù)木：10分/棵（最多兩棵樹(shù)可以作為燃料，其它的樹(shù)必須移植）黑色煤：至少有一半的煤才可以獲得10分綠色鈾：10分/個(gè)白色油桶：5分/個(gè)注：能源工廠里面必須沒(méi)有紅色燃料（煤、油桶、鈾），否則將扣除該項(xiàng)任務(wù)的所有分值。從其它燃料中分離（處理）紅色燃料的工作可以由機(jī)器人在任何地方進(jìn)行，或者在基地里手動(dòng)完成。油桶：10分/個(gè)：任何顏色的油桶在基地里面作為未使用的儲(chǔ)藏能量。但是如果隊(duì)員去營(yíng)救機(jī)器人的時(shí)候，基地里有油桶，裁判就會(huì)拿走一個(gè)，并損失一個(gè)油桶分?jǐn)?shù)。先拿白色的，再拿紅色的。如果任何一個(gè)油桶接觸到水或者房屋（立體的或平面的），則扣除40分。停車(chē)場(chǎng)：停

6、車(chē)場(chǎng)是作為存放區(qū)域設(shè)計(jì)的，與設(shè)備管理規(guī)則相關(guān)，隊(duì)員只能在停車(chē)場(chǎng)里進(jìn)行存取的動(dòng)作。機(jī)器人可以進(jìn)入和離開(kāi)停車(chē)場(chǎng)，但是不允許接觸那里的得分物體或策略物體。四、比賽方式1.比賽：比賽時(shí)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地并排放置，兩隊(duì)同時(shí)上場(chǎng)比賽。在2.5分鐘的比賽時(shí)間內(nèi)，機(jī)器人要嘗試完成所有任務(wù)以獲得盡可能多的分?jǐn)?shù)，比賽時(shí)不會(huì)中斷計(jì)時(shí)。2.任務(wù)：機(jī)器人為了獲得分?jǐn)?shù)而要完成的工作。機(jī)器人必須從基地出發(fā)，可以多次往返于基地和場(chǎng)地之間，每次出基地后可以嘗試完成1個(gè)或多個(gè)任務(wù)。任務(wù)可以按照任意的順序去完成，在規(guī)則允許的情況下可以反復(fù)嘗試去完成任務(wù)，或者放棄任務(wù)。當(dāng)比賽結(jié)束后，裁判根據(jù)場(chǎng)地上每個(gè)任務(wù)完成的結(jié)果，給出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。3.輪

7、次：每個(gè)隊(duì)伍都比賽一次就稱(chēng)為一輪，比賽進(jìn)行3輪，取最好一輪成績(jī)。參賽隊(duì)伍在每輪比賽之間有足夠的時(shí)間去調(diào)整機(jī)器人和程序。4.機(jī)器人：機(jī)器人完全展開(kāi)后尺寸不能超過(guò)40×40×40cm。任務(wù)模型和完成任務(wù)的策略物體不屬于機(jī)器人。機(jī)器人的電子部件是有限制的，在每輪比賽的全過(guò)程中最多使用1個(gè)控制器、3個(gè)馬達(dá)。除了做必要的標(biāo)記，機(jī)器人不得使用不干膠、油漆、膠帶、膠水、油等。5.基地:是場(chǎng)地墊上基地邊界向上延伸40cm組成的一個(gè)虛擬空間（包括邊框的內(nèi)表面）。注意：基地是一個(gè)空間而不是平面，作為準(zhǔn)備機(jī)器人、出發(fā)和維修機(jī)器人的區(qū)域，有時(shí)候，基地是得分物體的目標(biāo)位置。機(jī)器人不一定在完成任務(wù)后回

8、基地，在比賽結(jié)束時(shí)也不需要回基地。6.自動(dòng)控制:機(jī)器人必須自動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)參賽隊(duì)伍準(zhǔn)備好以后啟動(dòng)機(jī)器人，機(jī)器人離開(kāi)基地后自動(dòng)地去完成任務(wù)，然后根據(jù)需要自動(dòng)返回基地。大多數(shù)機(jī)器人需要多次執(zhí)行任務(wù)。在這個(gè)過(guò)程中，參賽隊(duì)伍必須接觸或調(diào)整機(jī)器人，根據(jù)機(jī)器人在場(chǎng)地上的位置以及所做的動(dòng)作，將會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。這些在規(guī)則啟動(dòng)程序、預(yù)備模式、過(guò)渡模式、自主模式中都有描述。7.設(shè)備管理 在基地里，任何妨礙機(jī)器人準(zhǔn)備或運(yùn)動(dòng)的物體都可以放到基地附近區(qū)域（停車(chē)場(chǎng)區(qū)域），只要它們不引起場(chǎng)地的變化并且擺放的位置不能具有策略性。8.合作:在比賽期間，隊(duì)伍中的兩名隊(duì)員需要密切合作，共同完成任務(wù)。9.操作定義：盡管挑戰(zhàn)任務(wù)非常有趣

9、，但是它畢竟是機(jī)器人技術(shù)，就像所有的科學(xué)技術(shù)一樣，它也有特別的、嚴(yán)格的解釋。為了避免在詞語(yǔ)理解上發(fā)生爭(zhēng)執(zhí)，下面對(duì)任務(wù)、規(guī)則和網(wǎng)上問(wèn)答中存在的物體（機(jī)器人）的位置進(jìn)行定義。當(dāng)看到這些詞匯或反義詞（下劃線(xiàn)標(biāo)注），要看這里對(duì)它的解釋?zhuān)簂 在里面 / 進(jìn)入 / 到(把區(qū)域作為目標(biāo))：物體的任何一部分只需要越過(guò)目標(biāo)的外邊緣。l 在里面 / 進(jìn)入 (把容器作為目標(biāo))：物體被容器所包住，至少有五個(gè)方向不能移動(dòng)。l 在外面(把區(qū)域和容器作為目標(biāo))：物體的任何一部分都不在目標(biāo)里面。注意：這表示物體必須完全在外面。l 在上面 / 到上面 (把物體作為目標(biāo))：目標(biāo)物體必須能夠支撐物體的所有重量。當(dāng)物體也被其他物體支

10、撐時(shí)，由裁判來(lái)評(píng)判移開(kāi)其他支撐物體時(shí)，目標(biāo)物體是否能夠支撐物體的所有重量。l 脫離/拿走 (把物體作為目標(biāo))：目標(biāo)物體在任何方向上都不能支撐被取物體的重量。l 接觸 (針對(duì)任何目標(biāo))：只有在使用詞語(yǔ)“接觸”的時(shí)候。物體本身必須要與目標(biāo)直接接觸。l 完全：物體的任何一部分都要滿(mǎn)足條件。10.策略物體:是指參賽隊(duì)準(zhǔn)備的物體，但不是機(jī)器人及其附加裝置。可以在準(zhǔn)備模式期間處理，或者由機(jī)器人自動(dòng)使用。11.得分物體：是根據(jù)他們所在位置能夠獲得分?jǐn)?shù)的物體。要得到分?jǐn)?shù)，每個(gè)得分物本身必須滿(mǎn)足任務(wù)得分的要求，與機(jī)器人或任何策略物體的位置無(wú)關(guān)。禁止包住、連接或者互相連接得分物體，但可以把得分物放到策略容器里。1

11、2.游離物體：由于機(jī)器人的原因造成某些物體阻礙機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，且拿走該物體對(duì)得分沒(méi)有直接的影響，參賽隊(duì)員可以請(qǐng)求裁判將物體拿走。只要物體位于得分位置上，可以移動(dòng)到附近其它的相同得分的位置上；如果該物體不在得分位置上，隊(duì)員也可以請(qǐng)求裁判員將該物體拿出場(chǎng)地，該物體將不再有得分的機(jī)會(huì)），無(wú)用的物體可以從賽臺(tái)上拿走。13.失去接觸：如果機(jī)器人處于自主模式，并且與物體失去接觸，那么該物體將被視作游離物體并保留在原地，在機(jī)器人損壞規(guī)則中所描述的情況除外。在過(guò)渡模式中失去接觸，隊(duì)員可以繼續(xù)對(duì)物體進(jìn)行操作。14.預(yù)備模式：在比賽開(kāi)始前以及在每次啟動(dòng)前，認(rèn)為機(jī)器人處于預(yù)備模式。這個(gè)時(shí)候，機(jī)器人必須處于基地里面，隊(duì)

12、員可以用手進(jìn)行必要的處理，如維修、更換附加裝置、安裝或卸載物體、調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)、按開(kāi)關(guān)、給傳感器信號(hào)以及瞄準(zhǔn)。15.出發(fā)位置：比賽中每次啟動(dòng)機(jī)器人時(shí)，機(jī)器人的每一部分以及與它相連的任何物體必須完全在基地里。16.啟動(dòng)程序：在被允許啟動(dòng)之前，機(jī)器人在啟動(dòng)位置必須是靜止的，參賽隊(duì)員不能接觸機(jī)器人的任何部分。允許參賽隊(duì)伍用以下3種方式啟動(dòng)機(jī)器人：按下按鈕、給傳感器信號(hào)、等待一個(gè)正在運(yùn)行或停止的程序繼續(xù)運(yùn)行。在整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中不允許隊(duì)員以其它方式操作機(jī)器人。啟動(dòng)后，機(jī)器人進(jìn)入過(guò)渡模式。17.過(guò)渡模式：?jiǎn)?dòng)后到出基地前，機(jī)器人處于過(guò)渡模式中。此時(shí)，機(jī)器人不能進(jìn)行任何操作但可以攜帶與機(jī)器人已經(jīng)有接觸的物體離開(kāi)

13、基地。在機(jī)器人處于自主模式前，不允許與物體失去接觸或與物體接觸。在過(guò)渡模式中，如隊(duì)員碰到機(jī)器人，那么必須進(jìn)入預(yù)備模式，這時(shí)隊(duì)員可以對(duì)任何物體進(jìn)行操作。18.自主模式：當(dāng)機(jī)器人在基地外面時(shí)，認(rèn)為機(jī)器人處于自主模式，在比賽結(jié)束前或者隊(duì)員接觸機(jī)器人（或其它任何方式的干擾）之前，可以自由的執(zhí)行允許的動(dòng)作。如果隊(duì)員在自主模式中接觸機(jī)器人（稱(chēng)為“營(yíng)救”），必須進(jìn)入預(yù)備模式。你可以對(duì)相關(guān)的物體進(jìn)行任何的操作。但是裁判會(huì)從基地里拿走一個(gè)油桶，具體情況由任務(wù)描述決定。19.肌肉動(dòng)作：機(jī)器人每次啟動(dòng)后，必須完全離開(kāi)基地后才能做形態(tài)上的改變。不允許還有部分機(jī)器人位于基地內(nèi)就做出改變（除運(yùn)動(dòng)以外的機(jī)械裝置的動(dòng)作）。2

14、0.機(jī)器人損壞：在比賽過(guò)程中，機(jī)器人部件掉落而導(dǎo)致機(jī)器人損壞，隊(duì)員可以自己取回機(jī)器人和掉落的部件至基地，也可以請(qǐng)求裁判幫助取回，在基地中恢復(fù)機(jī)器人。此過(guò)程也作為營(yíng)救機(jī)器人。21.場(chǎng)地?fù)p壞：除了規(guī)則中允許的，參賽隊(duì)不允許觸碰基地外的任務(wù)模型，不允許機(jī)器人毀壞任務(wù)模型。參賽隊(duì)必須使用比賽提供的任務(wù)模型，而不能攜帶相同的復(fù)制品到比賽區(qū)域。不能因給某個(gè)隊(duì)“再一次的機(jī)會(huì)”而動(dòng)手修復(fù)場(chǎng)地模型。如果有其它情況引起的模型破壞、故障、移動(dòng)、激活（而非機(jī)器人的正常的動(dòng)作引起的），裁判應(yīng)該在盡可能快的時(shí)間內(nèi)將之恢復(fù)，并根據(jù)情況確定任務(wù)的得分情況。有意損壞場(chǎng)地的行為將受到警告，并且將導(dǎo)致失去任務(wù)的得分。22.干擾：除了觸碰太陽(yáng)能