2025年是VEX机器人竞赛发展史上非常重要的一年,当年的游戏Skyrise (高空堆叠) 极具挑战性,而技能挑战也相应地设计了高难度,对机器人的设计、编程和操作手的技巧都提出了极高的要求。

2025年游戏背景:Skyrise (高空堆叠)
要理解技能挑战,必须先了解主游戏规则。
- 目标:在有限的比赛时间内(2分钟),机器人需要在场地的不同区域(分别为红色和蓝色联盟)搭建“塔楼”(Skyrises),塔楼由不同颜色的“立柱”(Posts)和“立方体”(Cubes)堆叠而成。
- 得分方式:
- 放置立柱:将立柱放置在对应颜色的底座上,得分较低。
- 堆叠立方体:将立方体放置在立柱上,得分更高。
- 高空堆叠:将立方体堆叠在最高处(即“塔尖”),得分最高。
- 机器人悬挂:比赛结束前,机器人悬挂在中立杆上可以获得额外加分。
这个游戏的核心是效率和精准度,既要快速得分,又要保证结构稳定。
2025机器人技能挑战
技能挑战是机器人单项能力的比拼,分为两个独立的部分,机器人需要分别参加这两个挑战,取各自最高分作为最终成绩。
编程技能
- 目标:机器人完全自主运行,不能由操作手进行任何远程控制。
- 规则:
- 机器人需要在90秒内,通过预先编写的程序完成尽可能多的得分动作。
- 比赛开始前,有1分钟的准备时间,用于启动机器人、加载程序等。
- 机器人启动后,操作手必须立即退出比赛区域,不能再触碰机器人。
- 得分规则与主游戏相同,计算90秒内所有有效得分。
- 技术要点:
- 精准的传感器应用:这是编程技能的核心,必须大量使用编码器来精确控制机器人行驶的距离和转动角度,使用陀螺仪或加速度计来保证转向的准确性。
- 可靠的机械结构:抓取、放置立柱和立方体的机构必须非常稳定,重复精度高,任何微小的误差都可能导致在后续堆叠中失败。
- 高效的路径规划:程序需要规划出最优的路径,让机器人以最快速度往返于得分点和储物区,避免不必要的移动和等待。
- 鲁棒性:程序需要有容错机制,如果抓取失败,程序应该能检测到(可能通过传感器)并尝试修正或跳过当前任务,而不是直接卡死。
遥控技能
- 目标:由操作手通过遥控器,在90秒内操控机器人完成尽可能多的得分动作。
- 规则:
- 与编程技能一样,计算90秒内的有效得分。
- 操作手的技巧和熟练度是决定性因素。
- 技术要点:
- 人机工程学设计:遥控器的按键布局、机器人的操控手感(如转向灵敏度、抓取臂的速度)必须符合操作手的习惯,以实现最快、最精准的操作。
- 直观的控制逻辑:机器人的各种功能(如前进、后退、抓取、提升)在遥控器上的映射要简单明了,减少操作手的思考负担。
- 操作手的训练:这是遥控技能的灵魂,操作成千上万的次练习,形成肌肉记忆,才能在90秒内保持高速、高精度的操作,几乎不犯错。
- 机器人的稳定性:在高速、急停、转向等激烈操作下,机器人结构必须足够稳定,不会散架或失控。
2025年技能挑战的特点与难点
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对精度的极致追求:Skyrise游戏本身就是对精度的考验,特别是搭建高塔时,每一步的微小偏差都会被放大,最终导致塔楼倒塌,这在技能挑战中被放大到了极致,无论是自主还是手动,任何一次失误都可能浪费大量时间。
(图片来源网络,侵删) -
机械设计的挑战:
- 多任务执行机构:机器人需要同时具备行驶、抓取立柱、抓取立方体、堆叠、悬挂等多种功能,如何将这些功能紧凑、高效地集成在一个机器人上,是设计的难点。
- 抓取方式:立柱和立方体的形状、材质不同,需要设计出既能稳定抓取立柱,又能快速抓取和堆叠立方体的多功能抓取器。
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编程的复杂性:
- 状态机:优秀的编程技能程序通常使用“状态机”思想,机器人根据当前的状态(如“正在行驶”、“正在抓取”、“放置完成”)来执行不同的代码块,使逻辑清晰,易于维护和调试。
- PID控制:为了实现平滑、精确的运动(如直线行驶、精准转向),高级团队会使用PID(比例-积分-微分)控制算法来动态调整电机功率,消除误差。
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操作手技巧的重要性:在遥控技能中,顶尖的操作手和普通操作手的得分差距可能非常悬殊,他们需要像F1赛车手一样,对机器人有绝对的掌控力。
2025年的VEX机器人技能挑战,是Skyrise这个高难度游戏在单项能力上的完美体现,它不仅仅比拼机器人的速度,更是对精度、稳定性和智能(编程)或技巧(遥控)的综合考验。

- 编程技能是工程与逻辑的结合,考验的是团队的代码能力、传感器应用能力和机械设计的可靠性。
- 遥控技能是人与机器的融合,考验的是操作手的极限反应和机器操控的直观性。
对于当年的参赛者来说,能够在技能挑战中获得高分,意味着他们的机器人在机械、电子、软件和操作四个方面都达到了非常高的水准,是真正“全能”的机器人。
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