Во вторник вечером болельщики всех возрастов пришли в Атлетический центр Джонсона при Массачусетском технологическом институте, чтобы поболеть за своих любимых спортсменов, когда они выходили на арену, по двое за раз, в состязаниях один на один, которые требовали подвигов силы, калибровки и крутящего момента.
Эти конкуренты, кстати? Роботы. В частности, роботы, разработанные студентами курса машиностроения Массачусетского технологического института, 2.007 (Дизайн и производство I).
Каждый год студенты курса, известного как «два-дабл-о-семь», проводят весенний семестр, изучая принципы механического проектирования и применяя эти принципы в лаборатории для создания робота из комплекта сервоприводов, печатных плат. , и листовой металл. И вот самое интересное: они должны разработать своего робота для выполнения определенных задач на игровой доске в натуральную величину с темой, которая меняется каждый год.
В этом году 2007 инструкторов смоделировали игровое поле по мотивам фильма «Черная пантера: Ваканда навсегда», сцены из которого снимались в кампусе Массачусетского технологического института и вокруг него. Привнося тему в MIT, инструкторы назвали испытание роботов «Machina Forever» («machina» в переводе с латыни означает «машина»).
Событие вторника стало кульминацией 2.007, финального соревнования между лучшими роботами. Накануне вечером все 85 студентов участвовали в предварительных соревнованиях. Оттуда 32 студента, роботы которых набрали наибольшее количество баллов, вышли в финал.
«У вас есть ученики в этом классе, которые никогда раньше не брали в руки дрель, и в итоге получаются действительно впечатляющие роботы», — говорит соинструктор 2.007 и доцент кафедры машиностроения Кейтлин Беккер. «Возможно, они поначалу были немного робкими и нервными в магазине, [but now they can] взять туманную идею, реализовать ее, сделать что-то конкретное, что хорошо работает, и по-настоящему продемонстрировать свои способности. Это действительно интересно посмотреть».
Пересечь границу
Игровое поле 2.007 этого года было вдохновлено главной героиней «Wakanda Forever», Шури, сестрой Черной Пантеры и ученым, который пытается манипулировать ДНК, чтобы воссоздать важное растение. Преподаватели лаборатории Pappalardo Lab Массачусетского технологического института построили двойные игровые доски в натуральную величину, расположенные бок о бок, по образцу лаборатории Шури.
В центре каждого игрового поля была вращающаяся спираль ДНК, состоящая из белых шаров, с определенными местами, куда робот мог помещать красные шары, чтобы завершить генетическую последовательность — сложная задача «высокий риск, высокая награда», которая могла принести роботу большие очки. если завершено. С каждой стороны спирали роботы могли также подъезжать к пандусу, чтобы вращать одно или два колеса, которые напоминали лабораторные центрифуги, которые, в свою очередь, выпускали шарики в сосуд, зарабатывая очки за каждый выпущенный шарик. Каждое колесо требовало разного крутящего момента, которому робот должен соответствовать, чтобы успешно вращаться. Робот также может вращать третий, более высокий шестиугольник для получения дополнительных очков.
Роботы также могли подъехать к копии моста на Массачусетс-авеню, где снималась ключевая сцена фильма. Там роботы могли толкать фиолетовые камни (напоминающие вымышленную руду Вибраниум) в импровизированную реку Чарльз. В центре игрового поля роботы могли снять браслет с подставки, чтобы получить больше очков. И, наконец, роботы могли хватать и тянуть за кольцо, которое, в свою очередь, притягивало похожую на пантеру маску бобра из Массачусетского технологического института к одной из сторон игрового поля — ход, который мог увеличить общий счет робота.
В течение вечера 32 студента соревновались по двое в двухминутных матчах, в которых часто противостояли друг другу роботы с разными конструкциями и стратегиями. Некоторые студенты выбрали короткие компактные конструкции, предназначенные для вращения центрифуг для получения быстрых точек; другие построили телескопические конструкции, чтобы поднимать мячи и аккуратно помещать их во вращающуюся спираль — ход, который вызывал вздохи и рев на трибунах. Другие студенты решили использовать лебедочные системы, чтобы захватить и потянуть за кольцо для умножения очков, в то время как другие выбрали конструкции из двух роботов, каждый из которых был создан для решения отдельной задачи.
«Дизайн действительно разнообразен», — заметил лаборант Pappalardo Роб Подолофф, который, как и многие его коллеги-инструкторы, был одет в фиолетовый лабораторный халат в честь вымышленной Шури. «Вы видите, как они перекрестно опыляются друг с другом, но удивительно видеть разнообразие машин. Это невероятно. Каждый год мы удивляемся тому, что придумывают студенты».
В конце вечера робот-победитель, разработанный второкурсником Итаном Чангом, набрал впечатляющие 306 очков, задействовав две машины: одна вращала центрифуги и шестиугольник, а другая тянула за кольцо, чтобы сдвинуть бобра, умножающего очки. маска. Готовясь к финальному матчу, Чанг тщательно просмотрел свой собственный «контрольный список перед полетом».
«Это «Machina Forever», буквально ставя галочки», — сказал соинструктор и доцент Амос Винтер, который в течение ночи давал живые репортажи о каждом матче. «Это действительно хорошее усердие и, вероятно, один из ключей к его успеху».
С нуля
«Для детей, которые думают, что это ракетостроение, это сложно, но возможно, если вы действительно погрузитесь в это», — говорит второкурсник Вильгельм Гектор, который назвал своего робота Ибамбе 394, первая часть которого означает «держать крепко и быстро». южноафриканский язык коса, на котором говорят вымышленные жители Ваканды.
Гектор, как и многие студенты, не работал в лаборатории до 2.007.
«Я очень боялся идти в этот класс просто из-за отсутствия у меня опыта, — говорит Гектор. «Но я знал, что Массачусетский технологический институт — лучшее место на Земле, где можно чему-то научиться, а 2.007 — это такой класс, на котором ты получаешь то, что получаешь. И как только вы поймете суть обучения и поймете, что есть чему поучиться, вы просто будете рады узнать больше. Потом у меня вошло в привычку ходить в лабораторию».
Для преподавателей в этом году был особенно заметен энтузиазм студентов в отношении практической работы.
«Учащиеся этого года пережили критический период в старших классах средней школы, а затем были первокурсниками в кампусе во время пандемии, поэтому было много новичков, но у них был дополнительный энтузиазм», — говорит со-преподаватель и профессор Сангбэ Ким. «Они жаждали практических проектов, и в этом году это действительно сияло. Их дельта и то, как много они узнали, были, вероятно, одними из самых больших, которые мы видели».
Многие студенты, такие как второкурсница Анна Дункан, благодарны персоналу Pappalardo не только за предоставление технических отзывов и исправлений, но и за поддержание гостеприимного и веселого лабораторного пространства.
«Я точно запомню все, что узнал о двигателях и сервоприводах, — говорит Дункан. «Но я также буду помнить, насколько дружелюбными были все в лаборатории, и как мне было весело, когда я мог создать что-то с нуля и иметь при этом большую личную ответственность».
Соревнования 2.007 в этом году были вторыми с 2020 года, которые проводились лично. Но для некоторых это было первое, которое приблизилось к «нормальному» состоянию, поскольку были сняты требования к дистанцированию и ношению масок.
«Что действительно было потеряно во время пандемии, так это классовый фольклор», — говорит Дэн Браунштейн, директор лаборатории Паппалардо. «Старшие ученики всегда рассказывают истории младшим, и этот вклад учитывается и помогает определить, что собираются делать младшие. И вы отнимаете год или два от нашей программы, и у вас нет непрерывности этих историй. Теперь мы, наконец, возвращаем немного той атмосферы».