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1、第六章 FLL机器人工程挑战比赛规则主题：无限关爱“海洋奥德赛”第一章 FLL课题研究指南项目研究是FLL机器人世锦赛中最能体现队伍的团队合作能力的部分，它比得不是参赛队伍的技术水平，主要比得参赛队伍的知识水平，以及对海洋的关心程度。本章主要介绍了课题研究的内容，以及如何去获得课题研究的资源。第一节 课题研究介绍海洋对于地球的健康以及生存在这个星球上的生物来说都是至关重要的，尽管目前只有1%的海洋被开发了，可是我们对太空的探索却要远多于海洋。海洋为人类提供了丰富的资源和活动，例如我们吃的鱼，从海底开采的石油，从海藻中提取的做冰激凌的原料，等等。 海洋为航运业提供了宽阔的高速航道，以及为潜水等水
2、下活动提供了一个广阔的场所。海洋推动了这个星球上大多数的生态活动，例如水的循环，二氧化碳的循环。具有生命力的海洋可以吸收二氧化碳并且向大气中排放氧气，从而维持着地球上植物与动物的多样性至今我们对于如何介入这个重要的资源了解的还是很少。一、课题研究概述选择一种你所进行的海洋活动或者使用的海洋资源，研究它对海洋的健康，海洋生物多样性，以及生产力产生的影响。了解专家们或者其他团队在这一领域里从事的事情，找出一个他们正面临的挑战。设计一个创新的解决方案来帮助他们改进正在进行的活动或者对资源的使用，同时为了现在和将来的人们，要尽可能少对海洋产生负面的影响。最后，与他人分享你们的研究成果上述的3个部分在在
3、第六届中国青少年机器人竞赛期间评委会将对你的研究成果进行评估。请查阅你的FLL教练手册和课题研究文件，望你了解更多的细节。二、课题研究指导方针1、 选择一种你所进行的海洋活动或者使用的海洋资源，研究它对海洋的健康，海洋生物多样性，以及生产力产生的影响。1) 确定关于这种海洋活动或者资源中的挑战，机会，或者新的想法；2) 确定专家们在这个领域是怎么工作的，联系他们或者阅读他们工作的资料，研究成果；提示：w 哪些科学领域与你选择的课题有关？w 哪些挑战，机会或者新的想法是专家们正在研究的，为什么他们要研究？w 他们的工作是如何对现在以及将来的人们产生帮助的。2、 设计一个具有创意的解决方案。提示：
4、1) 想出一种创造性的方法，用于提高对于某种海洋资源的使用或者改进目前人类对这种资源的利用与开采活动，同时要要尽可能少对海洋产生负面的影响；2) 解释你的解决方案是如何起作用的，为什么它是如此重要，以及不使用这个解决方案将会产生什么问题？3、 公布你的解决方案以及研究成果。提示：1) 写一个非常有趣并且能够提供大量资料的介绍文章；2) 在你们的学校里或者社区里与他人分享你的解决方案；3) 将你的介绍文章及解决方案提交竞赛组委会。三、关于如何开展课题研究的建议：1) 制定研究计划，列出研究问题的清单，确定你的课题导师，并按计划联系有关专家或者其他研究海洋的人，向他们提出你的询问；2) 阅读你选定
5、的那些专家他们关于海洋的论文，或者与专家一起座谈，了解他们正在研究的课题，以及为什么要进行这些研究；3) 思考研究课题，并从中选择确定一个你要研究的课题，集中精力去研究它；4) 写信给你们所在地的政府或相关部门，告诉他们你们的课题，向他们了解目前正政府或相关部门已经或正在为保护海洋资源做了哪些事情；5) 与有关大学，博物馆，公司，工厂，社会团体和相关组织进行联系，去了解更多的欧关于保护海洋资源的信息；6) 使用FLL网站上的课题研究资源收集相关资料、信息；7) 创作一些关于你们方案的传单，网站，小册子，故事，或者短剧在你们的学校或者社区里发放或者表演；8) 邀请其他的FLL队伍和公众来观看你们
6、的课题陈述；四、课题研究成果的要求：1、FLL机器人工程研究成果要体现五要素：1）要有明确的究目标；2）要体现一定的创新性和完整性；3）要有一定的课题研究工作量；4）要由学生自主完成；5）要有完整规范的研究报告与数据资料；2、每个参赛队应于2006年4月15日前，向组委会办公室提交完整的FLL机器人工程挑战比赛申报资料一套。3、应交的申报资料内容与要求：1）FLL机器人工程挑战比赛项目申报表（一式两份，申报表式样请在创新平台下载）；2）FLL机器人工程挑战比赛项目研究报告（一式两份），与相关配套的数据资料；3）FLL机器人工程挑战参赛机器人的技术资料档案。（以上材料也参赛时提交，可以用光盘的方
7、式提供）。4）凡是参赛选手只提交申报表，不提交申报资料者，将取消参赛资格；凡提交的申报资料不完整的终评时将扣除一定分数。4、FLL机器人工程研究项目答辩的要求：答辩思路清晰，时间不得超过5分钟，用普通话进行讲解。四、LL机器人工程研究成果的评分标准：1、FLL机器人工程研究目标明确2、解决问题的方法议案科学可行，有新意3、项目研究有一定的工作量4、申报资料齐全，论文写作规范5、表达清晰、有调理、有吸引力、不超时6、团队精神强第二章FLL机器人工程挑战第一节FLL机器人工程挑战比赛竞赛术语和规则1、参赛必读：参加FLL比赛，每个参赛队必须详细阅读以下4个文件：场地安装指南，任务说明，规则和最新的
8、网上问答。2、比赛：FLL机器人世锦赛场地为两个标准FLL场地并排放置，两队同时上场比赛。在2分半的比赛时间内，机器人要尝试完成所有任务以获得尽可能多的分数，比赛中不会暂停比赛时间。根据比赛的安排，每个参赛队都有若干次比赛机会，以获取最好分数。3、任务： 任务就是机器人为了获得分数而要完成的工作。机器人必须从基地出发，机器人可以多次往返于基地和场地之间，每次出基地后可以尝试完成1个或者多个任务。任务可以按照任意的顺序去完成，在规则允许的情况下可以反复尝试去完成任务，或者放弃任。当比赛结束后，如果任务要求的结果能够看到，参赛队伍就能够得到相应的分数。 4、比赛回合：本届竞赛采取大循环三个回合的比
9、赛方法，每个参赛队都要进行三个回合的比赛，以最好的一次成绩为最终成绩。5、机器人：机器人的定义是RCX及当前连接在RCX上面物体，任务模型和完成任务的策略物体不属于机器人。6、器材：机器人世锦赛中参赛队带到比赛区域的物品必须都是乐高元件，并且都必须是最初的刚出厂时的状态，电子部件的种类和数量是受限制的，可以使用1个RCX，1个角度传感器，2个触动传感器，2个光电传感器，3个马达，1个灯，6节AA电池，导线的数量不作限制。除了在机器人的隐蔽位置的标记物以外，不干胶、油漆、胶带、胶水、油、等非乐高元件都不可以使用。7、基地: 基地是场地上标记出来的区域的边界向上延伸40厘米组成的一个虚拟空间，基地
10、由绿色和黄色区域组成。8、自动控制: 机器人的运动必须是自动的。通常，当参赛队伍准备好以后，启动机器人，机器人离开基地后自动地去完成任务，然后根据需要自动返回基地。大多数机器人需要多次执行任务。如果在执行任务过程中，参赛队伍必须接触或调整机器人，根据机器人在场地上的位置以及所做的动作，将会产生不同的结果。这些在规则重新启动、加分物丢失、可取物与触碰机器人、失去接触中都有描述9、合作: 阅读教练手册中关于队伍的规模、年龄的特别说明。在机器人世锦赛期间，除了紧急修理外，队伍中只有两名队员可以在竞赛场地内进行比赛，队伍中的其他队员可以呆在附近，但是必须远离竞赛台。为了有更多的队员参与比赛，队员之间可
11、以进行轮换。10、操作定义： 尽管FLL机器人世锦赛的挑战任务非常有趣，但是它毕竟是机器人技术，就像所有的科学技术一样，它也有特别的规定。为了防止一些术语造成混淆，下面对机器人和其它物体在任务及规则中的行为进行定义：到达：要求一个物体必须到达某一目的地，它只要有一部分越过了目的地的外边界就可以了。上面：要求一个物体必须到达某一目标上时，目标必须完全承载于目标上。里面：要求一个物体必须进入一个目标（容器），物体至少有5个方位被包围。 触碰：要求一个物体必须触碰一个目标的时候，物体本身必须直接与与目标发生接触。完全：当一个物体必须完全符合某个条件时，物体的每个部分都必须符合这个条件。11、 策略物
12、体: 策略物体是指参赛队伍设计的，机器人或队员在基地内或外面使用的装置，而不是机器人及其附加装置。允许使用带有发条式“马达”的策略物体，但是在使用时有以下限制：它们必须由机器人释放，且必须完全释放到基地外面，当机器人释放它们的时候必须完全位于基地外面。12、 游离物体： 机器人在执行任务过程中如果有游离物品，一旦该游离物会直接影响其执行下一项任务，则参赛队员可以请求裁判将该物品移走。13、 准备：在比赛开始之前，以及在比赛中机器人每次重新出发前，机器人可以进行修理，装配附加装置，装载物体或者卸掉物体，对正位置。可以安装或者拆卸机器人上的机械装置，可以压紧积木，传感器可以接收信号。这些对机器人的
13、操作必须在基地中进行。机器人上的零件在任何时候都可以放在基地里或者拿出比赛台。14、 起始位置：比赛 中每次启动机器人时，机器人的所有部分（不仅仅是机器人接触场地的部分）和它当前使用的附加装置，策略物体，以及运输物都必须完全从基地里出发，其投影不能接触蓝色区域并且不能超过围框。15、 启动方法： 在被允许启动之前，机器人必须是静止的，参赛队员不能接触机器人。允许参赛队按照以下3种方式启动机器人：1）按下按钮，2）给传感器信号，3）等待一个正在运行或停止的程序继续运行。在整个启动过程中参赛队不能以其它方式操作机器人。成功地启动后，机器人必须自动的运行。16、 机器人必须离开基地：机器人每次启动后
14、，必须完全离开基地后才能够做形态上的改变。机器人不允许在还有部分位于基地内，就做出改变（除运动以外的机械装置的动作）。17、 重新启动：任何时候只要参赛队员接触了机器人，无论机器人位于场地的什么地方，都被认为机器人停下来了，如果机器人不在基地里，必须立刻将机器人拿回基地。这时，参赛队可以进行准备，当准备好以后需遵循规则启动方法来重新启动机器人。注意：参赛队没有接触机器人或者某个任务有特别要求的情况下机器人不必回到基地。18、 加分物：加分物在任务说明中被描述为场地中已经具有分数的任务。每次当机器人完全离开基地后被接触，裁判将从赛台上拿走一个加分物。如果机器人接触到基地，无论是在出基地还是在返回
15、基地，这时接触机器人都不会丢失加分物。19、 基地管理：任何在基地里会妨碍机器人准备或者运动的物体，只要不会改变场地，影响得分，那么它都可以摆在场地中接近基地的地方。20、 行为：在机器人离开基地以后，参赛队员不可以以任何直接或者间接的方式引起任何事情。 21、 干扰：除了在完成跨在两个场地中间的任务时，两个参赛队的机器人的碰面。参赛队的机器人不允许以任何方式干扰对方参赛队的机器人和场地，或者策略，22、 运输物与可取物：运送物是指运到基地外面的指定地方可以得分的物体。可取物是指取回基地可以得分的物体。23、 运输物与得分：运输物一旦被移到目的地，即可得到该任务的加分（除非任务有特别的要求），
16、而不管它是被包起来或是与其他物体相连。24、 运输物与触碰机器人：如果机器人与运输物接触时被队员碰到，那么裁判员将把运输物和机器人同时拿回基地，队员可以从新开始。25、 可取物与得分： 当可取物到达基地就可以获得它的分数，无论机器人处于什么位置，可取物只要部分进入基地就可以。26、 可取物与触碰机器人：当机器人与可取物接触但是还没有到达基地的情况下触碰机器人，裁判将这个物体拿出赛台，并失去该物体的分数。27、 失去接触：当机器人已经完全离开基地后与运送物、可取物、策略物体失去接触 ，参赛队就不可以用手将这些物体取回。28、 机器人损坏：在比赛期间，参赛队可将被损坏的机器人和非有意遗失的机器人配
17、件拿回基地进行修复。参赛队可以自己取回机器人或请求裁判帮助取回。29、 场地损坏： 除了在规则游离物体、基地管理、运输物与触碰机器人中允许的，参赛队不允许触碰基地外的任务模型。参赛队必须使用机器人世锦赛提供的任务模型，而不能携带相同的复制品到比赛区域。不能因给某个队“再一次的机会”而动手修复场地模型，如果由其他情况引起的模型破坏、故障、移动、激活（而非机器人的正常的动作引起的）裁判应该在尽可能快的时间内将之恢复，并根据情况确定任务的得分情况。有意损坏场地的行为将受到警告，并且将导致失去任务的得分。30、 分数判定： 为减少比赛期间的争议减，采取该场比赛结束后统一记分的方法计算本轮次分数。这就是
18、说如果机器人在比赛结束前出现意外破坏了已经得的分数也无法记分。31、 质疑权利：对一些裁判无法给出准确裁定的地方，例如瞬间发生的事情或者场地上线的宽度等，参赛队伍有权提出质疑。通常参赛队对裁判的判罚有不一致的地方，参赛队可以向裁判郑重的提出质疑, 裁判长和裁判会议讨论后给出的结果判定是最终的，参赛队没有质疑权利。32、 比赛结束: 比赛结束后，裁判员与参赛队员一起计算场地上任务分数，对队员的疑问给出解释，并保证队员未带走任何任务模型。33、 优先权: 当任务说明和规则发生冲突的时候，任务说明是有优先权的，但是当前网上的问与答具有最高的优先权。34、 软件： 必须使用LEGO MINDSTORM
19、S Robotics Invention System或者RoboLab软件（任何版本）对机器人进行编程。35、 程序下载：因为程序下载过程可能会覆盖其他参赛队程序，影响其参赛表演，各参赛队必须在调试区下载程序，同时要注意将IR调到低能量范围，尽量避免影响其他队伍，建议在不使用时，关掉RCX。36、 教练会议: 如果在比赛开始前，又有新的问题出现，最后的询问机会就是在比赛前最后一次的“教练会议”。在会议中，裁判长将和教练们在比赛开始之前讨论和解决各种有争议的问题。会议结束后，在当天的其它时间，裁判的裁决将是最终的。第二节 FLL机器人工程挑战比赛任务与评分标准一、任务二、任务说明1、部署潜水艇
20、2、标记失事船只3、保护泵站4、维修输油管道5、标记特殊样本6、解救海豚7、建造人造礁石8、清理货船事故9、打捞古代宝藏1、 部署潜水艇40分（如果潜水艇直立）35分（没有直立）机器人必须完全登上考察船，然后将潜水艇放入海里。潜水艇必须接触场地上的蓝色区域。如果潜水艇是正面朝上的可以得满分40分，如果潜水艇不是正面朝上的可以得部分分数35分。2、标记失事船只30分（任意数量的旗子竖起来）15分（任意一列旗子全部竖起来）为了显示出古失事代船只的位置，机器人必须将船只失事水域的旗帜竖起来。任意数量（任意颜色）的棋子被竖起来都可以得30分，从东到西任意一列旗帜完全被竖起可以得到额外的15分，3列全部
21、竖起总共可以再得到45分。3、保护泵站40分机器人必须将保护建筑盖到泵站上去，保护建筑至少有一只脚完全的越过泵站南边的墙壁，且保护建筑不能有任何部分越过黑色边框。完成任务可以得40分。三、评分标准4、维修输油管道40分机器人必须线将输油管道中间尚未连通的一段安装到位。管道安装完毕后，选手用手推动东边的管道，使管道西面的黄色棋子竖起来。黄色棋子竖起来可以得40分。5、标记特殊样本35分机器人必须给鱼群中的灰色的鱼做标记，而不能碰到绿色的鱼。机器人可以使用任何方法使灰色的鱼完全离开位置标记区且离开队列，绿色的鱼必须保持队列，且不能够有明显的移动。完成任务可以得35分。6、解救海豚25分机器人必须将
22、海豚放回海洋。海豚碰到场地上的蓝色区域就可以得25分。7、建造人造礁石40分机器人必须将黑色的建筑物残骸移动到浅水区（颜色最浅的蓝色区域），建造成一块人造礁石；或者将它移动到基地里，作为再生材料使用。残骸位于浅水区或者回到基地都可以得40分。8、清理货船事故30分加分物：5分（每个在基地里的板条箱）2分（每个在场地里的板条箱）机器人必须将集装箱和散落的板条箱带回基地，使它们不会伤害到海洋中的动植物。集装箱回到基地可以得30分。作为加分物的板条箱在场地的任何地方都可以获得分数，在基地里每个可以得5分，在场地上的其他地方每个可以得2分。当需要扣除加分物的时候，裁判员将拿走场地上最西面的一个。9、打捞古代宝藏35/25分机器人必须找到古代宝藏的位置并进行打捞。宝藏完全离开古代失事船只（场地上的船形范围）可以得部分分数25分，如果能够将宝藏带回基地可以得满分35分。四、整体项目的评分：FLL机器人工程研究成果的得分（占40%），加上FLL机器人工程挑战比赛任务的得分（占60%），为FLL机器人工程挑战比赛的最后得分。15