FIRST与NI协力开发新一代机器人掌控技术

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　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中国机器人行业典型研讨会

FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and Technology，引导及认识自然科学技术)是技师、发明家Dean Kamen先生于1989年创立的两个非营利性组织，目的是激发青少年成为自然科学技术的未来领袖。FIRST 将小学生们吸引到令人激动的机器人体育竞技中，小学生工程项目组在专精指导老师的指导下进行繁杂的机器人掌控系统设计。工程项目结合了微积分、工程建设学和技术;引导创新;培养全方位的潜能，主要包括斗志、交流及创新力。目前，已有将近200,000名来自世界各地的小学生重新加入到FIRST工程项目中。重新加入到该组织往往会改变两个人的人生，因为FIRST 小学生相比同年龄小学生更多地取得了工程建设、自然科学或微积分学位，并继续顺利完成研究生自学。

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　　FRC工程项目组打造的机器人必须应付现实生活世界中的设计考验，能顺利完成诸如绘图和多感应器数据采集等繁杂任务。

FIRST 工程项目由各个不同级别的体育竞技组成，针对从小学到高中学校的小学生。最高级别的是FIRST 机器人体育竞技(FRC)，这是一项独特的“青年小学生头脑运动”，协助年轻人开发兴趣并从工程建设和研究过程中赢得投资回报。FRC向小学生和指导老师，一般为专精技师发出考验，明确要求在五周内选用标准"Kit of Parts"及通用的准则来化解繁杂的问题。工程项目组顺利完成设计并修建机器人来满足用户每届体育竞技的特定考验。

　　FIRST重新定义了获胜的条件，因为小学生们已从出色的设计、工程项目组精神、专精技能和成熟、和齐心协力的潜能等方面赢得了投资回报。此时赢得更高的分数已经成为次要的了。

　　艰难的设计限制充分反映了工业考验

设计和修建FRC机器人是两个段令人激动的体验，它真实地充分反映了现实生活世界中的工程建设工程项目。每月，小学生们必须化解机器人设计中的机械设计、电子设计、程式设计等问题。所有FRC工程项目组只拥有有限的资金，仅有五周有限的时间，因此每月须要满足用户不同的设计明确要求，须要快速自学新“Kit of Parts”。比方说，2009年的体育竞技中，明确要求工程项目组设计可行进于低空气阻力表面，同时收集目标物的机器人。几乎所有工程项目组都将机器人程序程式设计为独立自主式或控制杆操作方式商业模式的。有经验的工程项目组甚至软件系统了各类感应器和鞭策器，如电机马达和探头。

　　FRC机器人须要新的大脑

在2007和2008年，他们开始计划选用新一代工业技术来升级FRC掌控技术，在体育竞技中不断考验参赛选手小学生。他们期望小学生能碰触大学甚至将来职业中广为使用的工业标准技术。此外，他们期望找到两个灵活的PDP设计平台，提供更多硬件辅助工具之间的紧密软件系统性。掌控系统还须要能软件系统各类I/O和感应器，因此在体育竞技环境的操作方式中足够耐用。参照机器人的繁杂特性和较长的开发时间，以上所有明确要求都是非常必要的。

　　FIRST 优先选择美国国家仪器公司作为友好密切合作

他们选用美国国家仪器公司的CompactRIO平台作为新一代FRC 掌控器，或称为机器人掌控技术的“大脑”。透过与NI的密切合作，他们向高后生提供更多了高性能掌控设备，主要包括400 MHz PowerPC和如前所述现场可程式设计电子电路(FPGA)的I/O。CompactRIO模组化 I/O掌控系统提供更多了与感应器、鞭策器侦测器的连接性，功能强大的视觉处理潜能，协助小学生创建高级机器人掌控系统。参赛选手工程项目组能透过新一代技术开发软件系统驱动掌控和全独立自主掌控系统的机器人，主要包括用于更多体育竞技中掌控和精确设计的无线监视及仿真技术。小学生可以透过 LabVIEWGUI程式设计软件或ANSI C/C++语言在如前所述CompactRIO的平台上对机器人进行程式设计。

　　NI提供更多独特的硬件组合的平台可应付繁杂的机器人应用领域。例如，每月的考验中都包含部分独立自主掌控操作方式，参赛选手工程项目组只允许透过远程方式驾驭机器人;远程掌控下机器人罚球比有线驾驭下的罚球拥有更大的分数。以前，独立自主掌控仅仅是一小部分工程项目组能掌握的驾驭商业模式。在新平台更加引导独立自主式操作方式的准则下，更多的工程项目组开始成功地应用领域独立自主式驾驭方案。

同时，多个工业领域的技师正在使用CompactRIO也是他们决定优先选择高品质及应用领域广为的工业技术的重要原因之一。他们让小学生碰触到当前工业工程建设中的考验，和行业领先的辅助工具及技术。NI与其供应商，如Analog Devices、Texas Instruments、Xilinx、Wind River、Freescale、Altera、Boston Engineering、ChipX、Dove Electronics、MSI、TTI及Westak密切合作，专门为FIRST提供更多CompactRIO掌控器。除了为体育竞技提供更多高品质技术，NI还提供更多了专职的技术支持技师及针对体育竞技的培训资源。为了满足用户指导老师和小学生在体育竞技及设计中的培训和支持需求，NI为FIRST参与者发起了两个在线用户社团。NI FIRST机器人社团主要包括LabVIEW范例代码、讨论论坛及视频教程，协助参赛选手工程项目组快速应用领域新技术。该社团还培养了两个独特的支持项目 – LabVIEW虚拟指导老师 – 使小学生可以在线赢得专精技师对机器人问题的指导。

　　分享成功的愿景

　　他们相信NI与他们有协力的愿景，那就是使FIRST更趋全球化，从而影响到更多小学生。透过在体育竞技中的机器人平台上重新加入CompactRIO和LabVIEW，他们提升了参赛选手工程项目组机器人的技术潜能，使得该工程项目能吸引更多的小学生参加。

　　( 文章来源：互联网 )

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