FLL比赛规则
 
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第七届中国青少年机器人竞赛FLL竞赛规则

 

 

一、 竞赛主题:纳米探秘

二、具体规则

1.  参赛必读:要获得好成绩和排除各种疑问,参赛队伍必须花时间去读并理解任务、场地安装说明、规则。

 

2.  比赛:在比赛的时候,两块比赛场地并排放在一起,每个参赛队伍都是和另外一个队伍同时在这两块场地上进行比赛。在2分半钟的比赛时间里,机器人通过完成任务来获得尽可能多的分数。在比赛期间,计时器不会暂停。根据比赛的安排,每个参赛队伍有几次比赛机会,其中最好的一次成绩为最终成绩。

 

3.  任务:任务就是机器人完成后可以获得分数的工作。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.  比赛轮次:所有参赛队伍按顺序进行一次比赛的过程称为一轮比赛。大多数的比赛将进行两轮,在每轮比赛之间,参赛队伍可以修改机器人和程序。

 

5.  队伍组成:一个队伍允许有35名成员,不包括教练和领队。在教练手册中规定了参赛选手的年龄。在比赛的时候,只有两名队员可以上场参加比赛,其他队员只能呆在旁边。不过台上队员和台下队员可以随时调换。

 

6.  自动控制:机器人的运行必须是自动的。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。例如强制重新启动、与物体失去接触、还原场地变化。

 

7.  机器人:机器人的定义是RCX或者NXT以及任何当前连接在上面的物体,任务模型、策略物体、掉落的碎片和分离的机械装置不属于机器人。

 

8.  器材:在赛台上,机器人、它的附加装置、和所有的策略物体都必须完全使用乐高元件制作,并且所有元件都必须是刚出厂时的样子(导线和软管可以剪成需要的长度)。并且所使用的电子原件的必须符合下面规定的数量:

 

RCX用户:                          NXT用户:

RCX1                            NXT1

马达(3                    马达(3

触感(2                        触感(2

光感(2                     光感(2

灯(1                        灯(1

角度传感器(3            角度传感器(3个内置在NXT马达中)

第三个触感或者光感(1  超声波传感器(1

 

导线和转接线可以随意使用。在调试区可以随意更换电子原件。遥控等行为绝对不允许。非电子原件的数量、种类以及来源没有限制。除了在机器人的隐藏位置用于辨别身份的标记物,不允许使用不干胶,油漆,胶带,胶水,油等等。

 

9.  软件必须使用LEGO MINDSTORMS 软件或者RoboLab软件(任何版本)对机器人进行编程

 

10. 程序下载:由于下载程序的时候可能会覆盖其他队伍的程序。因此,参赛队伍只能在调试区下载程序,同时要注意设置成低能量下载,并且下载的时候要进行屏蔽,尽量避免影响其他队伍。蓝牙通讯必须关闭,并且机器人在不使用的时候最好关闭。

 

11. 基地:基地是场地垫上基地边界向上延伸40厘米组成的一个虚拟空间(包括边框的内表面)。注意:基地是一个空间而不是平面。

1.  操作定义:尽管FLL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、严格的解释。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、规则以及网上问答中的行为进行定义:

 

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个方向被围住。

接触:要求一个物体必须接触一个目标的时候,物体本身必须直接与目标发生接触。

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。

 

2.  策略物体:策略物体是指参赛队伍设计制作的,除机器人及其附加装置意外的物体。机器人可以在以下3种情况下使用策略物体:1)策略物体必须由机器人使用和释放;2)使用和释放策略物体的时候它们必须完全位于基地外面;3)同时机器人也必须完全位于基地外面。策略物体上可以使用发条马达或者回力马达。

 

3.  游离物体:如果由于机器人的原因造成某些物体阻碍机器人的运动,只要拿走该物体不会直接造成得分,参赛队员可以请求裁判将物体拿走。物体位于得分位置上可以移动到附近其它的得分位置上,无价值的物体可以从赛台上拿走。

 

4.  运输物:运输物位于基地里,要运到基地外面的目的地才能够得分。如果机器人在运输的时候被接触,运输物可以被拿回基地重新运输。运输物只要到达场地上指定的位置就可以得分,无论是否被包裹住,或者连着运输装置,也无论机器人在什么地方。

 

5.  可取物:当可取物位于基地外面,要取回基地才能够得分。如果机器人拿到可取物却还没有回到基地前接触机器人,可取物就会被放在当前位置,视为游离物体。可取物只有回到基地才能够得分,无论机器人处于什么位置。当机器人与连在一起的可取物一起到达基地,参赛队员去拿机器人与可取物才不会被扣分。

 

6.  可移动物体:可移动物体是指位于基地以外,并且是在基地外面得分的物体。当机器人在移动可移动物体的时候被接触了,物体留在当前位置,并被视为游离物体。只要可移动物体碰到任务要求的得分位置,无论该物体是被包裹着,还是连着其它物体,机器人在什么位置都可以得分。

 

7.  准备:在比赛开始之前,以及在比赛中机器人没有离开基地的时候,可以对机器人进行修理,装配附加装置,装载物体或者卸掉物体,以及对正位置。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。

 

8.  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,都可以摆在场地中接近基地的任何地方。

 

9.  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,其投影不能超出基地的边界。

 

10. 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。允许参赛队伍用以下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伍不能以其它方式操作机器人。成功启动后,机器人必须自动运行。

 

11. 机器人必须离开基地:机器人每次启动后,必须完全离开基地后才能够去接触基地外的物体,以及脱离运输物和策略物体。机器人不能够使用推、运、拖以外的方法使物体离开基地。

 

12. 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。

 

13. 加分物:加分物在场地上的任何位置都能够得分。当机器人完全离开基地后被接触,裁判都会从场地上拿走一个加分物,无论这个加分物在什么地方。如果在机器人进入或者离开基地的时候接触机器人,就不会丢失加分物。

 

14. 场地恢复:在以下3种情况下,裁判会恢复场地上的改变:1)场地被不允许的行为改变;2)场地发生意外的毁坏;3)通过不允许的方法进行得分。

 

15. 行为:在机器人完全离开基地以后,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。

 

16. 干扰:机器人不允许以任何方式干扰对方的机器人、场地或者策略物体,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。

 

17. 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 ,这些物体都将留在原地,并被视为游离物体。

 

18. 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件拿回基地进行修复。参赛队伍可以自己取回机器人或请求裁判帮助取回。

 

19. 场地损坏:参赛队员不允许触碰基地外的任务模型。参赛队必须使用比赛提供的任务模型,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。如果场地损坏太厉害而难以修复,将作为游离物体处理。

 

20. 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成绩。这就是说如果已经完成的任务被机器人在比赛结束前意外破坏了,也无法得到该分数。

 

21. 争议获益: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,参赛队将在争议中获益。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判决是最终的。参赛队伍不能再次质疑。

 

22. 比赛结束:  每场比赛结束后,裁判与参赛队员一起核对场地上任务得分情况,并确认参赛队伍没有带走任何任务模型。

 

23. 变数:虽然比赛的时候会尽量保证场地的一致性,但是一些变数还是不可避免的,例如场地的材质和平整度,边框上的裂纹,场地的照明。虽然机器人启动以后可以伸出边框,但是如果产生干扰就需要进行改变。

 

24. 优先权:当任务和规则发生冲突的时候,任务是有优先权的,但是当前网上问答(应该经常去核对)具有最高的优先权。

 

25. 挑战问题与支持:有关FLL比赛的任何问题,包括特殊的策略和情况的裁决,可以进入WWW.SEMIA.COM/BBS(最有效的)留言.为了有最好的效果,你最好先阅读在“必读”中提到的4 个文件。当你要发邮件的时候,请在邮件的标题栏中填写“Challenge”,另外请说明你在队伍中的角色(队员、教练、父母、顾问)。如果是电话,请清楚的留下您的联系电话,在队伍中的角色,以及你的问题。注意:flltech 不回答关于机器人搭建或者编程的问题。注意:FLL 论坛用来共享方法的场所,但不是一个提供有关挑战赛的正确消息的来源的地方。

 

26. 完全开放和透明:所有参赛队伍提出的问题的官方回答都公布在网上问答中,包括允许使用的策略。所以如果一个策略对你而言是有疑问的,那么很有可能对裁判而言也是有疑问的,那么你将这个策略用到比赛中将是有风险的。

 

27. 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,当天的其它时间,裁判的裁决将是最终的。

 

 

 

三、2007FLL机器人竞赛“纳米探秘”竞赛场地安装说明

概述:挑战场地是在垫子上的一个障碍跑道。障碍通常称为任务模型,垫子通常称为场地垫。一些模型通过3M的子母扣固定在垫子上。垫子必须放在一个平整的表面上,并且周围必须有一圈边框。

 

必要条件:在进行场地安装以前,你首先需要……

按照网上的“Surface & Borders ”中的要求制作一个标准赛台;

按照FLL套装中的光盘里的搭建图,搭建任务模型;

将场地垫和子母扣以及其它场地安装工具准备好。

 

场地垫的布置

第一步:清理要放置场地垫的场地表面。即使是由一个很小的物体在场地垫下面,也会给机器人的运动造成麻烦。如果可以请用吸尘器来清理,然后用你的手摸,把所有突起的地方去除。

 

第二步:打开场地垫将它铺到场地上去,有图案的一面朝上。有商标的地方位于你的左下角,也就是场地的西南角。见下面的赛台/场地垫方位简图。

 

第三步:移动场地垫,使场地垫“BASE”角的两边与赛台西、南边框之间没有缝隙。虽然微小的缝隙是不可避免的,但是在场地北边和东边的缝隙是可以接受的。

 

第四步:让其他人帮忙在另外一边拉着场地垫,从东向西将场地垫上的波纹抚平,再重新检查第三步。经过这个步骤后,有一些波纹可能还会存在,不过一段时间以后它们就会消失。

子母扣的使用方法

场地垫上的任务模型可以在运输或者储存的时候拿走。一些模型是放在场地垫上的,但是其它一些模型是用3M公司的可以反复使用的子母扣粘在场地上的,当你拿到任务模型套装的时候,这些子母扣就与乐高积木放在一起。当两个子母扣面对面按在一起的时候,子母扣的独特设计就使它们互相锁住,不过你还是可以再分开它们的。

 

当一个任务模型需要使用子母扣,在场地垫上这个模型的位置中就会有X形标记。有一个X形标记,就粘上一片子母扣,带粘性的一面朝下,对着场地垫。方形的子母扣可能需要裁成两半,使用在矩形标记上。接着,将一片相同尺寸的子母扣按在粘好的子母扣上,有粘性的一面朝上。

 

提示:因为第二片子母扣粘在你手上的粘力比它们彼此锁住的力大,所以将第二片按到第一片上的时候,使用提供的蜡纸代替你的手指,扣好以后将蜡纸剥掉。

 

最后,将每个需要粘住的模型,沿着场地垫上的边界准确的粘在场地垫上,完全盖住标记。仔细地将模型与子母扣按紧。按紧的时候是按模型与场地垫接触的位置而不是整个模型。使用子母扣的这一系列过程只需要进行一次——以后,模型就可以很容易的粘在场地上或者分开。

 

模型的详细安装方法

 

空间升降机

布置:将子母扣按照场地垫上的指示粘好。在比赛的时候两个比赛场地公用一个空间升降机模型,每个队伍的场地上有一半模型(4个支撑脚中的两个)。由于你的练习赛台旁边没有另外一张赛台,所以你需要想其它的办法来支撑远端的支撑脚,使模型能够稳定和水平的站立。一个方法是在赛台下面钉一块木板,但是这样一来,运输的时候就需要小心。当放置空间升降机模型的时候,有货物的轿厢可以随便位于东面或者西面。

其它步骤:有货物的轿厢位于上面,没有货物的轿厢位于下面并且锁住。

激活:当两个触发装置被同时向升降机方向推的时候,两个轿厢会缓慢的交换位置。重新设置的时候,只要简单的将没有货物的轿厢拉下来锁住就可以了。

发现并修理故障:如果轿厢不会动,请确认绳索是不是位于两个滑轮的中间。确认两个轿厢都卡在各自的滑槽里,确认较重的轿厢中有货物和宇航员。检查并确认没有梁松动。检查并确认每根轴都能够自由地转动。如果模型没办法重新设置,确认两个触发装置都是推向升降机,并且红色的短轴都是朝上的,让后再试试。

 

抗污面料

布置:按照场地垫上标记的使用子母扣将模型粘在场地上。面料朝向基地。确认放垃圾箱的黑色矩形附近没有子母扣。

其它设置:垃圾箱是松散地(没有使用子母扣)放在基地里。作为垃圾的8个蓝色小圆柱随意地放在黄色倾卸装置里。

激活:当把装置上的红色梁推向面料的时候,倾卸装置就会开始倾卸污垢。

发现并修理故障:根据推动红色梁的速度不同,有一些垃圾留在面料上,或者不受控制的飞出去,这都是很正常的。

 

分子发动机

布置:按照场地垫上的指示使用子母扣将模型固定在场地垫上。

其它设置:1)顺时针方向拉动橡皮筋杠杆,拉到极限位置后停住  2)将两根灰色轴抬到黑色方框里面,并且卡住橡皮筋的杠杆。3)在黑色方框另外一端,将黑色结合杠杆顺时针方向推过去,直到24齿齿轮与40齿齿轮完全啮合。4)滑动电池固定器(黑色和灰色),使它上面的齿轮与其它齿轮松开,将装置提升到最大高度的2/3,然后将装置滑动到齿轮啮合的位置。  5)将电池摆在固定器上,两个ATP(黄色)分子放在基地的任意位置。

激活:当ATP分子落在黑色方框里,或者其它的力压在黑色方框里,转子就会开始转动,并且电池就会被释放到场地垫上。

发现并修理故障:如果黄色的两根轴被压下去后没有任何事情发生,那么你可能忘了做步骤3 。如果电池没有被放下来,检查并确认没有梁松开了,并且左右的轴都可以自由转动。

 

自我组装

布置:按照场地垫上的标记使用子母扣将模型固定在场地上。蓝色的一边朝向场地的东面。

其它步骤:灰色的触发轴是竖直向下的。当从东面看模型,机构的运行是从左向右的,逆时针方向旋转蓝色片段直到相应的红色制动器落下,防止装置回转。接着将每个红色制动器推到锁死的位置。

运行:推动灰色的触发轴,使每个蓝色片段落下去排成一列,就像碳纳米管的自我组装。

发现并修理故障:如果蓝色片段不能够自由转动,确认远端的灰色制动器没有卡在模型的框架上,并且确认框架中没有梁松开。如果蓝色片段不能够排成队列,它们中的一个或者多个可能转过头了。确认每个片段上的红色轴都在制动器下面,但是在框架最下面的梁上面。

 

操纵原子

布置:按照场地垫的指示使用子母扣将模型固定在场地上。蓝色平面有凸点的一侧朝向赛台的南面。

其它设置:如下图所示,将原子(红色和白色积木)放在蓝色平台上。西北角上的原子始终是红色的。从对角线看过去,同种颜色的原子排成直线。四周的原子离开边缘的距离为2~3倍红色原子的长度。所有的凸点的都朝向侧面(方向无所谓)。技巧提示:用一只手扶住平台,先将红色原子按对角线放好4个,接着放剩下的红色原子。最后,将白色原子按照红色原子规定的图案摆好。

激活:机器人如果运用合理的技巧,可以移动白色原子而不碰到红色原子。

发现并修理故障:如果白色平台不是水平的,确认所有的蓝色积木都紧紧的连接在一起,并且底下的4根橡皮筋安装正确。如果原子会因为碰到赛台而倒下来,可以考虑将赛台靠墙或者放在地上。

 

原子力显微镜

布置:按照场地上标志使用子母扣将模型固定在场地上。模型有磁铁的一段朝向场地的西面。

其它设置:纳米探针是粘住的(探针上的磁铁与固定的磁铁吸住)。

激活:机器人运用合理的技巧,可以将探针分开(磁铁分开)。分开磁铁的时候,探针上的磁铁留在固定的磁铁上面是允许的损坏。

发现并排出故障:如果磁铁不能够吸在一起,检查探针轴的东面一端是否与平面水平。如果感觉磁铁比平时难以分开,这可能是因为探针的轴过于乡下弯曲了。如果是这样的话,将探针轴换个方向安装。

 

纳米管强度

布置:使用子母扣将模型固定到场地上。当将模型按到场地垫上的时候,确认红色的梁在场地垫上是水平的,并可以自由活动,并且是南北向的。如果有必要可以重新配置子母扣。

其它设置:推动模型上的机构并且锁住,将红色撑杆放松。接下来,将提升平台(红色平板)放在场地垫上,并且卡在正确的位置。最后,将卡车面朝场地北面放在场地垫上,卡车的前轮紧靠灰色的斜坡,并且使红色撑杆位于左右两侧的轮子中间。

激活:当卡车被推到提升平台上,向北推动红色撑杆将卡车提升起来。

发现并修理故障:如果缆绳的松紧程度不正确,使用调节器收紧或者放松缆绳。如果升降平台不能够平坦的停在场地上,调节灰色斜坡的角度,并且检查子母扣的布置是否产生冲突。

 

精确用药

布置:按照场地垫上的标志,使用子母扣将模型粘在场地上。黄色的纳米球放在基地里。

激活:当纳米球被放到骨头的通道里面,通常都会停在有患病的位置。

发现并修理故障:纳米球因为球上的小坑没有停在有问题的位置是很正常的现象。

 

气味分子

布置:气味分子(红色)是松散地排列(精确的队列是不可能的)在场地垫上的匹萨图案中的标志上面。

 

场地维护

场地边框:清除边框上的突起,并将任何明显的洞补上。

 

场地垫:确定场地垫平坦的靠在南面和西面边框的底部。避免使用任何物质来清洁场地垫,那样将有可能留下污渍。任何的污渍,无论是粘的还是滑的,机器人的表现都会与新场地产生区别,而在比赛中使用的场地都将是新场地。用吸尘器和湿布清除场地垫上的污渍和(场地垫上面和下面)小颗粒。在运输和存放场地垫的时候,注意不要使场地垫弯曲成尖角,这将影响机器人运动。反复的练习有可能在场地上留下一些痕迹,导致场地的轻微磨损,但是这些磨损不可能出现在比赛场地上。

 

任务模型:经常校正和上紧模型,使它们保持初始状态。确保每根转轴都可以自由转动,并换掉弯曲的轴。

四、纳米科技任务

 

操纵原子       

任务:精确地移动原子。机器人必须从蓝色平面上拿走至少一个白色原子,但是不能拿走任何一个红色原子。最后统计留在平面上的原子数量,红色原子少于8个则不得分。红色原子8个,白色原子6~7个得30分。红色原子有8个,白色原子有5个或者更少可以得40分。

背景:

许多结构和过程中包含的材料都是松散的组合的,就像一堆砖。或者材料的运动是不可预知的,就像雷阵雨。但是当我们运用科学、工程学,在宏观级别下将砖变成城市,将水通过管道输送到我们的家里。只要使用合适的道具和方法,也可以把原子当作材料来使用和移动。纳米技术就是在“纳米”级别下使用科学、工程学,当尺寸小到100纳米(许多分子的尺寸),所有的物体都是在运动和摇动的。

 

气味分子      

任务:将分子从比萨饼中移动到鼻子里。机器人必须将比萨饼中的分子从场地纸上的盘子中拿走,每个分子可以得5分。然后运到人体头部和颈部的黄色或者黑色区域,那么每个分子可以额外得10分。

背景:

你是否意识到当你闻到香味或者臭味的时候,就意味着一些分子从物质中到达了你的鼻子?你不可能看到它们,但是它们确实在那里。设想一下,尝试用这些纳米级物体去发明些东西或者解决问题,这就叫纳米技术。

 

抗污面料       

任务:测试一些能够抗污的面料。机器人必须将垃圾箱从基地里送到指定位置,然后将倾卸装置里的垃圾完全倒出来。垃圾箱在标记上可以得15分,倾卸装置完全倒空可以得15分。垃圾碎片属于加分物,在垃圾箱里面的加分物每个得5分,在赛台上其它位置可以得3分。当扣除加分物的时候,先从桌子上散落的加分物开始扣,然后是倾卸容器里的加分物,最后是垃圾箱里面的。

背景:

像思考已知科学一样思考纳米技术,以及传统科学在纳米级中使用,可以获得我们以前从来没有看到过的结果,现在已经发现了那些结果它们在我们日常生活中的用途。举例来说,对纺织品进行特殊的处理后,你的衣服就会变得不容易湿掉或者变脏。

 

原子力显微镜       

任务:松开探针的纳米接触。机器人必须将物质表面的纳米接触分开。将纳米接触从表面分开可以得40分。

背景:

就像在宏观世界使用你的手指探测物体的表面,你可以知道是啃坑坑洼洼的、粘的、或者是热的。你也可以通过使用纳米探针的原子力显微镜看到原子构成的表面的情况。不幸地是探针的纳米接触经常粘在物质表面上,使科学家们感到很麻烦。

 

自我组装       

任务:启动原子的自我组装。机器人必须使成角度的蓝色纳米管片断排列成首尾相连的水平队列。这个队列可以得30分。

背景:

原子都是非常非常小的,所以很难逐个的对它们起作用。举例来说,每次移动3个原子(每个水分子中含有2个氢原子和1个氧原子),这将需要进行17,000,000,000,000,000,000,000次的工作,才能够将水充满一个汤匙!因此,纳米技术的一个重要部分就是找到使原子和分子自我排列的方法,让他们像磁铁一样工作。

 

精确用药       

任务:将药物送到特定的患病位置。机器人必须将含有药物的纳米球送到手臂里。纳米球位于手臂骨头里的任何位置都可以得50分(即使纳米球没有到达患病位置)。

背景:

当我们吃药的时候,药物通常是在整个身体里面循环的,会对没有患病的地方造成有害的影响。但是使用纳米技术,药物可以放在特定的分子里,例如C60纳米球分子,然后将药物送到需要治疗的地方。

 

纳米管强度       

任务:通过一跟很细的碳纳米管缆绳将卡车提升起来。机器人必须将卡车移动到提升装置上去,然后启动提升装置。卡车完全位于提升装置上可以得20分。卡车和提升装置通过缆绳完全提升起来可以得额外的20分。

背景:

在纳米技术中碳原子有特别的重要性。其中一个原因就是碳原子可以通过特殊的排列构成碳纳米管,碳纳米管是构成一些具有不可思议的强度的材料的基础。想象一下,一根只有牙签粗细的缆绳,重量只有相同粗细钢缆的1/6,却可以承受一辆卡车的重量。

 

分子发动机       

任务:运送一个ATP分子为分子发动机提供能量。机器人必须将2ATP分子中的一个送到分子发动机中,驱动分子发动机使黑色结构落下,那么就可以得40分(即使什么也没有发生)。第二个ATP分子是给参赛队伍第二次机会来完成这个任务,但是只能得一次分数。

背景:

原子和分子是一直不停的在运动或者摇动的,就像一个松开的气球在一间风很大的房间里飘动一样,这使得很难对它们起作用,但是某些按照特定方式旋转的分子却可以使用。分子发动机都是一些分子,它们可将其它分子中的化学能量转变为自身旋状的能量,就像一个动力装置,在一个没有任何机械装置能够工作的微小等级下工作——例如运送其它分子或者让肌肉收缩。

 

空间升降机       

任务:启动空间升降机。机器人必须使带有黄色货物的轿厢落下来。如果这个任务完成了,无论是一个机器人还是两个机器人一起完成的,两个队伍都得40分。

背景:

你知道为什么月球和人造卫星不会坠落到地球上或者逃到宇宙空间里面吗?这和你甩一桶水,而水不会泼出来的原理是一样的。虽然水运动的速度快到可以飞到空中,但是由于使水飞行的力与你手拉水桶的力产生了平衡,所以水仍然不会泼出来。同样地,人造卫星运行的速度正好等于在相应高度上与地球重力能够平衡的速度,所以它可以呆在宇宙中的固定位置。现在想象一下,从地面上连接一根缆绳到人造卫星上去,如果这根缆绳的材料足够轻足够结实,例如碳纳米管,这能够实现吗?我们可以通过升降机将货物或者是人送上太空,从而取代火箭吗?

 

公平奖励       

20分的公平奖励,使用RCX的机器人完成3个任务就可以得到这个分数,使用NXT的机器人必须完成6个任务才能够得到这个分数。

五、课题研究

 

project什么是纳米技术?

纳米技术是一个全新的科学领域,将会对社会的许多方面造

成影响, 例如医学、计算机和环境。纳米世界的物体比一根

头发的粗细还要小100,000倍。在纳米级别下,所有的物体

都是在跳动和晃动的——甚至像桌面这样的固体也是这样。

想象一下,原子构成的固体不停的运动和振动!

为什么研究纳米技术?

纳米技术让原子和分子运动会产生新的令人惊异的发现。科

学家们 相信总有一天我们可以使用小到能够进入人体的装置

来治愈疾病。 还有一些科学家相信我们可以通过使用微小的

管子和离心力系统的 升降机到达太空。由于纳米技术,你现

在可以买到例如抗污的衣服 和更具弹性的网球这类东西。纳

米科技机器人挑战任务的模型体现 了一些科学家们正在想的

或者研究的有关纳米技术的科技和想法。 通过纳米科技的课题研究,你们将会进入这个迷人的新世界中进行探险。

 

纳米科技课题研究概要

选择课题:探究一种当前正在应用的或者可能被应用的纳米技术,可以来自纳米科技的挑战任务,也可以来源于其它地方。了解科学

1. 选择课题:
选择一个正在应用或者可能应用纳米技术,可以来自于纳米科技机器人挑战任务,或者来源于其它地方。探究这个领域去发现科学家正在研究什么。找到科学家们改进现有的纳米技术时碰到的挑战,或者提出一种关于可能应用的想法。确认你们的课题集中在改进或者解决方案上。

你们可以通过和这个领域的专家保持联系来学习更多的知识,例如纳米技术专家,物理学专家或者计算机专家。联系方法包括:
• 通过“ask a scientist”网站写邮件给专家。
• 阅读专家们的著作。
• 学习现有方案的设计概念。
• 拜访你附近的大学的物理系或者工程系。
• 浏览网站——特别是那些在FLL网站(www.firstlegoleague.org)上列出来的。
• 查阅各种书籍、杂志、报纸,看电视,或者上图书馆。

2. 设计解决方案:
设计解决方案改进现有的纳米技术,或者选择可能应用的纳米技术,设计解决方案使它实现。当你设计解决方案的时候,考虑以下问题:
• 设计解决方案的目的是什么?
• 它解决的是什么问题?
• 它看起来像什么?
• 它是怎样生效的?
• 它将怎样影响你周围的世界?

结合你的研究和解决方案给周围的人和比赛的裁判做出一个创造性陈述。陈述的时间应该不超过5分钟,包括场景布置的时间。当你们的队伍开始陈述的时候,使用一个清单来确认你们已经完成了课题研究的三个步骤。

3.与他人分享你们的课题研究
与他人分享你们的陈述,讲述你们学到的有关纳米技术。这还是你们练习向裁判陈述的好机会。确认你们的听众有机会问你们一些问题。有时候问你们的问题有助于你们精练你们的陈述。

关于练习和分享陈述的想法:
• 在你们的学校或者班级里面讲述你们的研究。
• 向跟你们的课题研究有关的公司的员工讲解你们的发现。
• 向你们的家人和朋友讲解你们的陈述。
• 把陈述作为礼物送给支持你们的人以作为感谢。
• 将你们的想法告诉你所在城市的政府官员。
• 建立一个主页向他人介绍。
• 设计一个小册子,海报或者连环画给别人看。


统计看过或者听过你们的课题研究的人,在向裁判进行陈述的时候要包括这个内容。

现有应用的什么方面进行改进,或者如何将可能的应用变成现实。设计改进现有应用的方法,或者选择一个可能应用中的问题,并解决这个问题。并与大家分享你们的发现成果。

注意:课题研究的陈述要包含以下3个部分,才可以有资格参加FLL比赛。

1)选择一种正在应用或者可能应用的纳米技术
2)设计解决方案或者改进方案
3)与他人分享你们的课题研究

课题研究的陈述时间不超过5分钟,包括布置的时间。

 

           

nanoquest

课题研究指南

 

与全世界的专家一起,研究问题创造新技术,使所有人生活得更加美好。这个指南将帮助你们开始课题研究,包括使课题研究容易和完善建议和提示。教练员手册中有一个章节对课题研究很有帮助。并且如果你们能够找到课题研究中的乐趣,那么你将会对你们的成就感到吃惊!

1. 选择课题:
选择一个正在应用或者可能应用纳米技术,可以来自于纳米科技机器人挑战任务,或者来源于其它地方。探究这个领域去发现科学家正在研究什么。找到科学家们改进现有的纳米技术时碰到的挑战,或者提出一种关于可能应用的想法。确认你们的课题集中在改进或者解决方案上。

你们可以通过和这个领域的专家保持联系来学习更多的知识,例如纳米技术专家,物理学专家或者计算机专家。联系方法包括:
• 通过“ask a scientist”网站写邮件给专家。
• 阅读专家们的著作。
• 学习现有方案的设计概念。
• 拜访你附近的大学的物理系或者工程系。
• 浏览网站——特别是那些在FLL网站(www.firstlegoleague.org)上列出来的。
• 查阅各种书籍、杂志、报纸,看电视,或者上图书馆。

2. 设计解决方案:
设计解决方案改进现有的纳米技术,或者选择可能应用的纳米技术,设计解决方案使它实现。当你设计解决方案的时候,考虑以下问题:
• 设计解决方案的目的是什么?
• 它解决的是什么问题?
• 它看起来像什么?
• 它是怎样生效的?
• 它将怎样影响你周围的世界?

结合你的研究和解决方案给周围的人和比赛的裁判做出一个创造性陈述。陈述的时间应该不超过5分钟,包括场景布置的时间。当你们的队伍开始陈述的时候,使用一个清单来确认你们已经完成了课题研究的三个步骤。

3.与他人分享你们的课题研究
与他人分享你们的陈述,讲述你们学到的有关纳米技术。这还是你们练习向裁判陈述的好机会。确认你们的听众有机会问你们一些问题。有时候问你们的问题有助于你们精练你们的陈述。

关于练习和分享陈述的想法:
• 在你们的学校或者班级里面讲述你们的研究。
• 向跟你们的课题研究有关的公司的员工讲解你们的发现。
• 向你们的家人和朋友讲解你们的陈述。
• 把陈述作为礼物送给支持你们的人以作为感谢。
• 将你们的想法告诉你所在城市的政府官员。
• 建立一个主页向他人介绍。
• 设计一个小册子,海报或者连环画给别人看。


统计看过或者听过你们的课题研究的人,在向裁判进行陈述的时候要包括这个内容。

 

 

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