ftc机器人科技挑战赛

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什么是 FTC？

FTC 的全称是 FIRST Tech Challenge，是由 FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and Technology) 组织举办的一项全球性的机器人竞赛。

（图片来源网络，侵删）

FTC 是一个面向中学生（通常为 12-18 岁）的团队挑战赛，学生们需要组队，在规定的时间内，从零开始设计、搭建、编程并操控一台机器人,来完成特定的任务。

核心理念： “激发青少年对科学与技术的兴趣，培养他们的创新精神、团队合作能力和解决问题的能力。” 它不仅仅是关于机器人，更是关于“ gracious professionalism®”（优雅的专业精神）和“coopertition®”（合作竞争）的文化。

FTC 的核心特点

团队协作:
- 每个团队通常由 5-15 名学生组成,并有至少一名指导老师或教练。
- 团队成员需要分工合作，涵盖机械设计、编程、市场营销、项目管理、财务等多个方面,模拟真实的企业运作。
开放性与创造性:
（图片来源网络，侵删）
- 与 VEX 或 FRC 等使用标准化或高度定制化套件的竞赛不同，FTC 提供了一个“核心套件”，其中包含了机器人控制器、电机、传感器、结构件等基础部件。
- 团队可以在核心套件的基础上，自由采购和添加其他任何 COTS（商业现货）零件，这意味着你可以使用 3D 打印件、定制化的金属件、甚至乐高 Technic 零件来构建你的机器人,这极大地激发了学生的创造力和设计自由度。
技术栈多样:
- 控制器： 主要使用 Android 控制器（如 REV Control Hub 或现代安卓手机）,这让编程语言选择非常广泛。
- 编程语言： 主流选择是 Java 和 Python，也支持 Blocks (图形化编程),非常适合从零基础到高水平的各种学生。
- 软件工具： 主要使用 Android Studio 进行 Java/Python 开发，使用 OnBot Java 进行简单的在线编程，以及 FTC Robot Controller App 来控制机器人。
赛季周期:
- FTC 的赛季通常从每年 9 月开始，持续到次年 4 月。
- 9月： FIRST 官方公布新赛季的 游戏规则 和 机器人任务。
- 9月-12月： 团队设计、搭建、编程和测试机器人。
- 1月-3月： 各地区举行 资格赛 和 锦标赛。
- 4月： 举行全球性的 世界锦标赛。

竞赛流程与环节

FTC 的比赛日通常分为两个主要部分：机器人循环赛 和 评审环节。

机器人循环赛

形式： 两支联盟（每联盟由两支不同队伍的机器人组成）进行对战。
目标： 在 2 分 30 秒内，根据当赛季的游戏规则，操控机器人完成任务,以获得更高的分数。
例子： 以往赛季的任务可能包括：将物体放入特定高度的圈中、将物体拖到指定区域、爬上平台、启动无人机等，每年规则都会变化,充满新意。

评审环节

这是 FTC 比赛区别于其他机器人竞赛的一大特色，它考察的是团队的综合能力，而不仅仅是机器人跑得快,评审环节包括：

工程笔记:
- 一本记录团队整个设计、搭建、编程、测试、反思过程的“技术日记”。
- 这是工程师的必备技能,也是评审打分的重要依据。
评委访谈:
- 团队核心成员（通常是 2-3 名）与一组评委进行面对面的交流。
- 评委不会只问技术问题，他们会深入了解团队的设计理念、遇到的挑战、如何解决问题、团队协作模式、以及如何体现“优雅的专业精神”。
- 这是展示团队软实力的最佳机会。
奖项设置:
- FTC 的奖项非常丰富，不仅有机器人表现奖,更有大量团队综合能力奖。
- 主要奖项包括：
  - Think Award (思考奖): 奖励工程笔记做得最好的团队。
  - Connect Award (连接奖): 奖励团队在社区推广 STEM 方面做得最好的团队。
  - Innovate Award (创新奖): 奖励机器人设计中具有独创性和创新性的团队。
  - Control Award (控制奖): 奖励编程最出色、机器人控制最精准的团队。
  - Design Award (设计奖): 奖励机械设计最出色、最有效率的团队。
  - Motivate Award (激励奖): 奖励团队精神面貌最好、最能激励他人的团队。
  - Inspire Award (启发奖): 这是最高荣誉之一，授予在所有方面都表现卓越，最能体现 FTC 精神的团队,获得此奖的队伍可以直接晋级世锦赛。
  - Finalist Alliance (亚军联盟): 决赛中落败的联盟。
  - Winning Alliance (冠军联盟): 最终获胜的联盟。

参加 FTC 的价值

对学生而言，参加 FTC 的收获是多方面的,远超课堂知识：

硬技能:
- 机械工程： CAD 设计、3D 打印、机械结构、材料力学。
- 电子与编程： 电路知识、传感器应用、Java/Python 编程、算法设计。
- 制造与加工： 使用各种工具（激光切割机、机床等）加工零件。
软技能:
- 团队协作与沟通： 学会与不同性格的队友有效合作。
- 项目管理： 制定计划、分配任务、管理时间、控制预算。
- 问题解决能力： 面对机器人故障或设计缺陷时,快速分析并找到解决方案。
- 公开演讲与展示： 在评委访谈和展示环节清晰、自信地表达自己的想法。
- 商业与市场意识： 撰写赞助方案、制作团队宣传材料。
升学与未来:
- 背景提升： FTC 的经历是申请美国顶尖大学（尤其是理工科）时非常有分量的课外活动。
- 能力证明： 它向招生官展示了学生的学术热情、动手能力和领导力。
- 奖学金机会： FIRST 组织及其合作企业为优秀团队和学生提供丰厚的奖学金。
- 人脉积累： 结识志同道合的朋友、优秀的教练和行业评委,为未来职业发展打下基础。

如何开始？

组建团队： 找到志同道合的同学,并至少找到一位愿意指导的老师或家长。
注册队伍： 访问 FIRST 官网（firstinspires.org/ftc）注册队伍,并支付注册费用。
购买套件： 购买官方提供的 FTC 套件,这是你开始所有工作的基础。
学习资源：
- FIRST 官方网站： 提供所有规则、资源和文档。
- YouTube： 有无数来自全球 FTC 团队的教程、分享和比赛视频。
- 开源社区： 许多优秀的团队会公开他们的设计图纸和代码,是学习的宝贵资源。
寻找比赛： 关注你所在地区的联盟,了解并报名参加资格赛。