第十二届日本冈山县机械人竞赛
在 日本的冈山县每年都会举办机械人竞赛,目的是提升中、小学生的科学水平,增强创作意识及和体验机械人制作乐趣。为全面提升参加者的创作层面和制作技巧,每 年的机械人竞赛主题都会不同,为参加者带来新鲜感之余,也促使他们需要不断吸收多方面的技术。今年第十二届的主题为机械人足球赛,在冈山县津山市的津山工 业高等专门学校召开,参加队伍主要是冈山县内的高中生和津山区的中、小学生,参与高中、中学及小学组别。
高中组足球赛
下面先为大家介绍高中组别比赛的赛场和赛规,及今届高中组别的热烈比赛状况。
赛场及用球
1 足球场尺寸180cm×270cm,球场四周包括球门后面都有墙壁,墙壁为灰色、高10cm。
2足球场地板为绿色的地毯,建议各队设计其机械人应对场地表面3mm高的轻微起伏。
3 球门宽度为60cm,位于场地底线(窄边)的中央
4 球场上有5个发球点。一个位于场地中央,其余四个发球点位于四个墙角附近。
5 发球点以白色的十字记号表示。
6 采用日本垒球协会审定的3号垒球。
足球场尺寸
机械人设置
1 每支参赛队伍规限一个机械人。
2 测量时机械人必须处于直立状态并且伸展开所有部件。
3 机械人大小可合适置放入直径为24.5cm、高25cm的圆柱筒内。
4 机械人总重量不能超过3.0kg。
5 必须为可以非线控方式(无线电波、红外线、无线LAN)遥控,或预载了微电脑的自主型机械人。
6 要求参赛队员标记或装饰同组的机器人,以便识别同属一组的机器人。
7 机械人的控球区内的深度不得超过2cm。
8 不得干扰或损坏场地、足球和别的机械人。
比赛方式及规则
分组对赛方式
赛前由大会抽签决定对赛分组名单,初赛以循环赛方式进行。胜方可得三分,和局得一分。准决赛及决赛(三甲争夺战)则采用淘汰制。
时间及罚则
初赛每场对局3分钟对局,准决赛及决赛分上下半场各3分钟,中场休息两分钟。队伍在比赛中每迟到一分钟,另一方将获加一分。队伍3分钟后仍未到场,将判另一方不战而胜。
开球位置
开球时,球被置放在中央发球点,机械人必须位于自己的半场并停住不动。开球的一方首先把机械人放到赛场上。机械人不能摆放在球门线后,更不容许停留于此。 一旦放好,不得移动机械人;不开球的一方把机械人放到赛场上的防守末端并与足球距离至少30cm。裁判可以调整机械人的摆放位置。在裁判哨声后,赛事立即 展开。
比赛掌控
每小队的队均设队长一职︳并由他作为唯一负责控制机械人的控制员。而开局前由裁判掷硬币选择先攻的一方或挑边。
准决赛四雄之争
高 中组赛事经过一番龙争虎斗后,准决赛的入围名单终于名花有主。当中最受注目的是在初赛中,一场比赛内入了十六球的津山工业高等专门学校「Nothing」 队。其他入围名单包括津山工业高中的「津工电子机器科B队」和「Soken Flash」,玉野光南高中的「玉野光南高中2队」。
准决赛第一场
准 决赛首场由「津工电子机器科B队」对「玉野光南高中2队」。「玉野光南高中2队」的机械人采用了四轴全方位移动设计,于前后左右方各置一个万向轮,是攻击 和防守兼备的设计,机械人外壳则是个受欢迎的动画人物头像。前半场「玉野光南高中2队」的机械人表现实在失准,轮胎与场地一直有空隙,降低咬地力,直接影 响机体的移动准确性和速度,可能是因之前的对战中导致机体支架出现变形的原故。如此不利的因素底下,便让「津工电子机器科B队」率先入了四球。到了下半 场,「津工电子机器科B队」乘胜追击再入两球。其后,两队的机械人相冲,「玉野光南高中2队」要求暂停并拆下机械人外壳,调整过后机械人速度明显提升,在 力追下攻入了三球。可惜比数相差太远,最终由「津工电子机器科B队」胜出,打入决赛。
准决赛第二场
准 决赛第二场由「Nothing」对「Soken Flash」。比赛开始七秒,「Nothing」就先拔头筹,一开球便冲前将球射进龙门。之后攻势更是排山倒海,半场完结前「Soken Flash」更因机体倒下再为对方塑造入球机会,结果上半场「Nothing」就攻入了六球。「Soken Flash」有快速连续踢球的机关,即使球处于场角都可轻易将球带回场中央,「Nothing」反过来利用对方这个优势,等待球从场角盘出后,才趁机将球 抢走。踏入下半场,「Nothing」攻势并无减弱,加上速度和操纵性一直保持水平。在不断反复得分下,上下半场共入了18分并成为今届大会入球最多的球 局。
季军战
季 军争夺战由「Soken Flash」对「玉野光南高中2队」并上演了一场拉锯战。由于两队实力都不相伯仲,令赛事更具可观性。上半场两队各入两球,下半场途中「Soken Flash」因轮胎脱落的故障停滞在场上,给对手入球机会。虽然「Soken Flash」经抢修继续比赛,但比赛时间所余无几已无法挽回失分,季军自然落入「玉野光南高中2队」。
冠军战
决 赛由「Nothing」对「津工电子机器科B」。虽然「Nothing」在决赛淘汰赛中,一直以大比数抛离对手,但遇上「津工电子机器科B」的奋力抵抗, 于上半场「Nothing」只有三比一的优势,后半场开始,更被「津工电子机器科B」再入一球。幸而,「Nothing」攻势越见猛烈,重拾气势,比数也 续渐抛离,最终冠军一如所料由「Nothing」夺得,「津工电子机器科B」就屈居亚军。
「Nothing」至胜之道
赛后,「Nothing」负责操作的同学池田表示,机械人的操纵方法虽简单却最为重要,其次是机体速度。为了提高「Nothing」的速度,装置了两个电池并有电路控制马达供电电压,操纵者透过控制器可改变马达的供电电压,便能调整行车缓急。
另外,策略运用得宜,也是让「Nothing」称王的原因。从观察所得,当足球被掉到球场角落处时,「Nothing」不会如多数队伍般冲前抢球,反而因 应情况,将任务交由对手负责,自己则宁可选个有利位置在场内快速移动。当对手将球盘出准备瞄准球门射球时,「Nothing」才会上前抢球趁机射门。 「Nothing」亦懂利用场地条件,如对方在球门前,会将球射向墙壁藉反弹而入门;又会故意驶向墙边引诱对手上前,然后快速闪开朝向球门射球。 「Nothing」是战术运用结合了机械人快速的特点和操控者纯熟技巧的典范。
初中、小学组足球赛
再来继续为大家介绍小学和初中组的赛场和赛规。
赛场及用球
1 足球场尺寸120cm×180cm,球场四周包括球门后面都有墙壁,墙壁为灰色、高10cm。
2 足球场地板为绿色的地毯,建议各队设计其机械人应对场地表面3mm高的轻微起伏。
3 球门宽度为40cm,位于场地底线的中央
4 球场中央有一块离地6cm的间隔板将球场分成一半。
5 采用日本高尔夫球协会公认的高尔夫球。
赛场的尺寸大小
机械人设置
1 每支参赛队伍仅此一个机械人。
2 测量时机械人必须处于直立状态并且伸展开所有部件。
3 长、阔、高于250mm之内,总重量则没有限制。
4 以线控方式操控。
5 要求参赛队员标记或装饰他们的机械人,以便识别同属一组的机械人。
6 不得干扰或损坏场地、足球和别的机械人。
7 于射门时,机械人如触碰或超越了间隔板,实时入球也会作废。
8 参加比赛的队伍其机械人基本配件由大会提供,马达和驱动部件均不能额外增设,但有关踢球机构的附属配套组件就可预先准备,并接受队伍自制的零部件。
比赛方式及规则
分组对赛方式
赛前由大会抽签决定对赛分组名单,初赛以循环赛方式进行。胜方可得三分,和局得一分。准决赛及决赛(三甲争夺战)则采用淘汰制。
时间及罚则
初赛每场对局3分钟。准决赛及决赛对局分上下半场各3分钟,中场休息两分钟。队伍在比赛中每迟到一分钟,另一方将获加一分。队伍3分钟后仍未到场,将判另一方不战而胜。若射门时机体超越了场中间隔板,入球将视作无效。
比赛掌控
每队仅派出唯一队长负责控制机械人。开局前由裁判掷硬币选择先攻的一方或挑边。
开球位置
开球时球被置放在中央发球点,机械人必须位于自己的半场并停住不动。开球的一方首先把机械人放到赛场上。机械人不能摆放在球门线后,更不容许停留于此。在裁判哨声后,赛事立即展开。
冠、亚、季得主
参加队伍当日的踢球机构设计层出不穷,但大家使用的套件都是由大会提供原故,各队机体的性能都相差不远,对局结果的分数上下不大。在两场准决赛和季军争夺战都出现平手情况,需要互射十二码分胜负。
季军战
季军战由「龙火腿队」对「北皇陵中机械人部4班」。「龙火腿队」的机械人前方加装了框架来接住球,北皇陵中机械人4班机械人则前后方都加装了推架,但只有前方推架由马达带动,后方推架是固定。
由于完场时,两队都没有入球所以要互射十二码。对局中「龙火腿队」操纵员已发现机械人在行走时不太稳定,所以在十二码战开始前趁机抢修,重新设置后面的滑 轮才有所改善。「龙火腿队」第一球虽射进了球门,但因射门时机体超越了间隔板而被判入球无效。之后虽没再失误,但「北皇陵中机械人部4班」所射的三球都全 入了而取得季军。
冠军战
决赛由「北皇陵中机械人部5班」对「陆」。「北皇陵中机械人部5班」后方的有框负责将球扒住,前方的手柄使之转动用作踢球。「陆」的射球设计颇为有趣,外型好像公园的滑梯。其精心设计原来是有意思,机械人的起降板可以将球提起至斜道顶,然后让球在斜道上滑下来,目的是提高射门球速。他们的战术是将球滚向墙壁,藉反弹使球射进龙门。
在上半场结束前两队都没有入球。踏入下半场「陆」于一次提球时,不慎将球推入自己龙门,这个乌龙球结果令他们饮恨地屈居亚军,让「北皇陵中机器人部5班」登上冠军宝座。
其他优秀队伍
除了上述的队伍得奖外,大会并设有其他奖项。以下为大家介绍今届技术奖和创作奖的得主。
视象机械人
今 届获班技术奖的「津山高等专门学校现役OB混合队」确是实至名归。他们是采用网络照相机进行影像识别的唯一队伍。此外,采用三个万向轮实现全方位移动,更 装备了三个用压缩气体的射球器,能够从多个角度射门。它是个机动力和进攻力集于一身的足球机械人。队员花了一个多月进行硬件设计,为强化车架和减轻车身重 量,机体框架为铝金属薄板制,全车仅重2.7kg。
足式步行机械人
来 自冈山县立津山工业高中的五位高中一年级生,他们制作的是全场唯一的足式步行足球机械人。与轮式机械人相比,制作过程自然遇到更多困难,速度和稳定性都较 吃亏,但他们下了决心想制作与先辈们不同的机械人并寻找新的突破。在去年的暑假他们便着手开发机械人,经多个月来的努力,六足步行结构总算做得妥妥当当。 虽然在今次的足球赛输了,但他们敢于求变的精神获得了裁判团的肯定,获颁发创意奖。
二足步行机械人
除了冈山县立津山工业高中,其实现场还有一款真正的二足步行机人。这款机械人由仓敷工业高校的同学研发。但由于创作者本身也认为它不是可以胜出球赛的机械人,故只放在现场在示范及表演,并没有参与任何一场比赛。不过,全日观察所得,与会者纷纷被他二足步行的设计吸引着。
总结
每 个新技术和概念的诞生都需要有先行者,他们需要有勇气面对失败。上述的技术奖和创作奖两队得主就是能够放下对胜利的执着,将他们的技术和创作溶入作品当 中。尽管他们三甲不入,甚至没有得奖,但信相他们更享受制作过程中的所得。如只计较输赢而不敢大胆尝试,那只会是个追随者。