Zero Robotics是一項機器人編程競賽,其中的機器人是國際空間站內(nèi)的SPHERES(同步定位保持嚙合和定向?qū)嶒炐l(wèi)星)。比賽在線開始,在此網(wǎng)站上,團隊可以在此編程SPHERES來解決年度挑戰(zhàn)。在模擬真實SPHERES的模擬環(huán)境中進行了幾個階段的虛擬競賽之后,入圍決賽的選手將被選中參加ISS的現(xiàn)場錦標(biāo)賽。宇航員將通過現(xiàn)場直播進行微重力錦標(biāo)賽!
種類型:
高中比賽:該比賽面向每年9-12年級的學(xué)生,每年9月至12月舉行。這是一項國際活動,向美國和歐洲航天局成員國的所有團隊開放。
初中暑期課程:這是一個為期5周的課程,年輕的學(xué)生可以通過圖形界面學(xué)習(xí)編程。該計劃將在美國選定的地點進行。
競賽概述
Zero Robotics是一項由MIT(麻省理工學(xué)院)和NASA聯(lián)合組織的國際性機器人編程競賽,其獨特之處在于參賽隊伍編寫的程序?qū)⒃趪H空間站(ISS)上的SPHERES(同步位置保持、接合與定向?qū)嶒炐l(wèi)星)機器人上運行,是世界上在太空進行的機器人競賽。競賽旨在通過解決真實航天領(lǐng)域的技術(shù)挑戰(zhàn),激發(fā)學(xué)生對編程、機器人技術(shù)和航天工程的興趣,同時為中學(xué)生提供接觸前沿科技的實踐機會。
競賽核心要素與流程
參賽對象與組隊要求
參賽資格:面向全球9-12年級高中生(年齡14-20歲),部分國家和地區(qū)(如美國、俄羅斯、澳大利亞、歐洲)的學(xué)校可直接參與;同時為初中生提供編程、機器人及航天工程主題夏校
隊伍配置:每支隊伍需5-20名學(xué)生,超過10人需說明理由;必須配備1名學(xué)?;蚪M織內(nèi)的導(dǎo)師(教師或員工),且每個學(xué)校/組織通常限報1支隊伍。
競賽階段與規(guī)則
2D模擬訓(xùn)練輪:不記分,旨在幫助隊伍熟悉規(guī)則,所有隊伍需提交程序;訓(xùn)練輪表現(xiàn)可能影響后續(xù)隊友選擇。
3D模擬比賽:正式計分階段,難度提升并開始淘汰機制。
隊友選擇與半決賽:晉級隊伍可跨國家/地區(qū)選擇隊友組成聯(lián)盟,半決賽獲勝者進入決賽。
決賽:在MIT、歐洲航天局(ESA)和悉尼大學(xué)三地同步舉行,決賽程序在ISS上運行并實時直播,由宇航員監(jiān)督執(zhí)行。
任務(wù)與技術(shù)挑戰(zhàn)
競賽任務(wù):題目來源于DARPA、NASA和MIT面臨的實際問題,例如衛(wèi)星導(dǎo)航障礙規(guī)避、資源(如燃料)優(yōu)化分配等,要求學(xué)生通過編程控制SPHERES的速度、旋轉(zhuǎn)和移動方向,實現(xiàn)自主任務(wù)完成。
技術(shù)特點:程序需完全自主運行,學(xué)生無法實時操控機器人,考驗算法設(shè)計與系統(tǒng)穩(wěn)定性。
競賽意義與資源支持
教育價值
實踐與創(chuàng)新:學(xué)生直接參與解決航天領(lǐng)域真實問題,將理論知識轉(zhuǎn)化為工程實踐,培養(yǎng)編程、問題解決和團隊協(xié)作能力。
國際視野:跨地域組隊與全球直播決賽,促進國際交流與合作,提升學(xué)生的科技全球化認(rèn)知。
資源與支持
免費參與:所有賽事環(huán)節(jié)不收取費用,主辦方提供模擬環(huán)境與技術(shù)文檔支持。
導(dǎo)師指導(dǎo):導(dǎo)師全程協(xié)助隊伍訓(xùn)練,確保技術(shù)學(xué)習(xí)與項目推進的規(guī)范性。
競賽時間安排與歷史背景
年度周期:通常于每年9月至12月舉辦,具體時間以官方通知為準(zhǔn)。
發(fā)展歷程:自2010年左右啟動,早期以SPHERES衛(wèi)星為競賽平臺,逐步擴展為包含模擬訓(xùn)練、國際聯(lián)盟和太空直播的成熟賽事體系,成為中學(xué)生科技競賽的標(biāo)桿之一。通過Zero Robotics競賽,學(xué)生不僅能接觸到航天與機器人領(lǐng)域的前沿技術(shù),還能體驗從算法設(shè)計到太空實驗的完整工程流程,為未來投身STEM領(lǐng)域奠定基礎(chǔ)。