http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 09:43:06
FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and Technology,鼓勵及認識科學技術)是工程師、發明家Dean Kamen先生於1989年創立的一個非營利組織,目的是激發青少年成為科學技術的未來領袖。FIRST 將學生們吸引到激動人心的機器人競賽中,學生團隊在專業導師的指導下進行複雜的機器人係統設計。項目結合了數學、工程學和技術;鼓勵創新;培養全方位的能力,包括自信心、交流及領導力。目前,已有將近200,000名來自世界各地的學生加入到FIRST項目中。加入到該組織往往會改變一個人的人生,因為FIRST 學生相比同齡學生更多地取得了工程、科學或數學學位,並繼續完成研究生學習。

FRC團隊打造的機器人必須應對現實世界中的設計挑戰,能夠完成諸如圖像處理和多傳感器數據采集等複雜任務。
FIRST 項目由各個不同等級的競賽組成,針對從小學到高中學校的學生。最高等級的是FIRST 機器人競賽(FRC),這是一項獨特的“青年學生頭腦運動”,幫助年輕人開發興趣並從工程和研究過程中獲得回報。FRC向學生和導師,一般為專業工程師發出挑戰,要求在六周內采用標準"Kit of Parts"及通用的規則來解決複雜的問題。團隊完成設計並建造機器人來滿足每屆競賽的特定挑戰。
FIRST重新定義了獲勝的條件,因為學生們已從出色的設計、團隊精神、專業技能和成熟、以及克服困難的能力等方麵獲得了回報。此時獲得更高的分數已經成為次要的了。
艱難的設計限製反映了工業挑戰
設計和建造FRC機器人是一個段令人難忘的體驗,它真實地反映了現實世界中的工程項目。每年,學生們必須解決機器人設計中的機械設計、電子設計、編程等問題。所有FRC團隊隻擁有有限的資金,僅有六周有限的時間,並且每年需要滿足不同的設計要求,需要快速學習新“Kit of Parts”。舉例來說,2009年(nian)的(de)競(jing)賽(sai)中(zhong),要(yao)求(qiu)團(tuan)隊(dui)設(she)計(ji)可(ke)行(xing)進(jin)於(yu)低(di)摩(mo)擦(ca)力(li)表(biao)麵(mian),同(tong)時(shi)收(shou)集(ji)目(mu)標(biao)物(wu)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)。幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)團(tuan)隊(dui)都(dou)將(jiang)機(ji)器(qi)人(ren)程(cheng)序(xu)編(bian)程(cheng)為(wei)自(zi)主(zhu)式(shi)或(huo)操(cao)縱(zong)杆(gan)操(cao)作(zuo)模(mo)式(shi)的(de)。有(you)經(jing)驗(yan)的(de)團(tuan)隊(dui)甚(shen)至(zhi)集(ji)成(cheng)了(le)各(ge)類(lei)傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)激(ji)勵(li)器(qi),如(ru)電(dian)機(ji)馬(ma)達(da)和(he)攝(she)像(xiang)頭(tou)。
FRC機器人需要新的大腦
在2007和2008年,我們開始計劃采用最新工業技術來升級FRC控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong),在(zai)競(jing)賽(sai)中(zhong)不(bu)斷(duan)挑(tiao)戰(zhan)參(can)賽(sai)學(xue)生(sheng)。我(wo)們(men)希(xi)望(wang)學(xue)生(sheng)能(neng)夠(gou)接(jie)觸(chu)大(da)學(xue)甚(shen)至(zhi)將(jiang)來(lai)職(zhi)業(ye)中(zhong)廣(guang)泛(fan)使(shi)用(yong)的(de)工(gong)業(ye)標(biao)準(zhun)技(ji)術(shu)。此(ci)外(wai),我(wo)們(men)希(xi)望(wang)找(zhao)到(dao)一(yi)個(ge)靈(ling)活(huo)的(de)嵌(qian)入(ru)式(shi)設(she)計(ji)平(ping)台(tai),提(ti)供(gong)軟(ruan)硬(ying)件(jian)工(gong)具(ju)之(zhi)間(jian)的(de)緊(jin)密(mi)集(ji)成(cheng)性(xing)。係(xi)統(tong)還(hai)需(xu)要(yao)能(neng)夠(gou)集(ji)成(cheng)各(ge)類(lei)I/O和傳感器,並且在競賽環境的操作中足夠耐用。參照機器人的複雜特性和較短的開發時間,以上所有要求都是非常必要的。
FIRST 選擇美國國家儀器公司作為戰略夥伴
我們采用美國國家儀器公司的CompactRIO平台作為下一代FRC 控製器,或稱為機器人控製係統的“大腦”。通過與NI的合作,我們向高中生提供了高性能控製設備,包括400 MHz PowerPC以及基於現場可編程門陣列(FPGA)的I/O。CompactRIO模塊化 I/O係統提供了與傳感器、激ji勵li器qi陣zhen列lie的de連lian接jie性xing,功gong能neng強qiang大da的de視shi覺jiao處chu理li能neng力li,幫bang助zhu學xue生sheng創chuang建jian高gao級ji機ji器qi人ren係xi統tong。參can賽sai團tuan隊dui能neng夠gou通tong過guo最zui新xin技ji術shu開kai發fa集ji成cheng驅qu動dong控kong製zhi和he全quan自zi主zhu係xi統tong的de機ji器qi人ren,包bao括kuo用yong於yu更geng多duo競jing賽sai中zhong控kong製zhi和he精jing確que設she計ji的de無wu線xian監jian視shi及ji仿fang真zhen技ji術shu。學xue生sheng可ke以yi通tong過guo LabVIEW圖形化編程軟件或ANSI C/C++語言在基於CompactRIO的平台上對機器人進行編程。
NItigongdutederuanyingjianzuhedepingtaikeyingduifuzadejiqirenyingyong。liru,meiniandetiaozhanzhongdoubaohanbufenzizhukongzhicaozuo,cansaituanduizhiyunxutongguoyuanchengfangshicaokongjiqiren;yuanchengkongzhixiajiqirendefenbiyouxiancaokongxiadedefenyongyougengdadefenzhi。yiqian,zizhukongzhijinjinshiyixiaobufentuanduinenggouzhangwodecaokongmoshi。zaixinpingtaigengjiagulizizhushicaozuodeguizexia,gengduodetuanduikaishichenggongdiyingyongzizhushicaokongfangan。
同時,多個工業領域的工程師正在使用CompactRIOyeshiwomenjuedingxuanzegaopinzhijiyingyongguangfandegongyejishudezhongyaoyuanyinzhiyi。womenrangxueshengjiechudaodangqiangongyegongchengzhongdetiaozhan,yijixingyelingxiandegongjujijishu。NI與其供應商,如Analog Devices、Texas Instruments、Xilinx、Wind River、Freescale、Altera、Boston Engineering、ChipX、Dove Electronics、MSI、TTI及Westak合作,專門為FIRST提供CompactRIO控製器。除了為競賽提供高品質技術,NI還提供了專職的技術支持工程師及針對競賽的培訓資源。為了滿足導師和學生在競賽及設計中的培訓和支持需求,NI為FIRST參與者發起了一個在線用戶社團。NI FIRST機器人社團包括LabVIEW範例代碼、討論論壇及視頻教程,幫助參賽團隊快速應用新技術。該社團還培養了一個獨特的支持項目 – LabVIEW虛擬導師 – 使學生可以在線獲得專業工程師對機器人問題的指導。
分享成功的願景
我們相信NI與我們有共同的願景,那就是使FIRST更趨全球化,從而影響到更多學生。通過在競賽中的機器人平台上加入CompactRIO和LabVIEW,我們提升了參賽團隊機器人的技術能力,使得該項目能夠吸引更多的學生參加。