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10月10日,第十届FIRST全球机器人挑战赛(First Global Challenge)在韩国仁川落下帷幕,十一学校、人大附中、八一学校、北京第一实验学生代表中国队与来自185个国家和地区的青少年,围绕“全球山火防治”这一主题展开机器人竞技与工程交流最终,中国队获得了世界亚军(FIRST Global Grand Challenge Award银奖)和凯瑟琳·约翰逊工程金奖(Katherine Johnson Award for Engineering Documentation)。

世界亚军

工程设计金奖
从前期设计到仁川赛场,队员们经历了方案讨论、零件加工、装配调试、数据验证和多轮比赛。这次比赛不仅检验了中国队的技术能力,也让队员们有机会与来自世界各地的同龄人并肩合作。
FIRST全球机器人挑战赛是一项面向14至18岁青少年的国际机器人赛事,每年在不同国家或地区举办。各国家和地区派出代表队,使用统一提供的基础零件和材料,自主设计、搭建并编程控制机器人。赛事将科学、技术、工程和数学知识与现实议题相结合,希望参赛者在解决具体问题的过程中理解工程方法,学习与不同背景的人共同工作。
今年的赛事主题为“点燃创新”(Igniting Innovation),以山火的预防、控制和灾后恢复为背景。场地上的橙色泡沫球代表“野火”,机器人需要收集并将其送入指定的抑火装置,模拟阻止火势蔓延。

从方案到实物,稳步取得世界亚军
面对今年的比赛任务,中国队首先需要解决的是如何在有限时间内稳定完成收球、储球、输送、发射和攀爬等动作。每项功能都有自己的结构要求,但机器人重量、尺寸、电机数量和安装空间都受到限制。一处机构的调整,往往会影响另一处机构的布局。队员们因此将整车设计与单项功能测试结合起来,一边完成机构搭建,一边根据测试结果修改细节。
在底盘部分,队员们重点考虑了行驶速度、驱动力与实际负载之间的关系。比赛中,机器人需要多次往返取球区和得分区,空载与满载时的运动表现并不相同。为了选择更符合比赛节奏的传动方案,队员们结合机器人重量、电机性能和场地距离进行计算,对不同减速比下的理论速度与输出转矩展开比较。最终采用的15∶1减速比,是在速度需求、驱动能力与整车稳定性之间综合权衡后的选择。
发射系统也是备赛中的重点。为了提高球体输出的连续性,队员们研究了飞轮驱动、球体进入发射机构的过程以及不同工况下的转速变化。实际运行中,飞轮接触并加速球体会发生瞬时掉速,理想的空载转速并不等于持续发射时的工作转速。因此,队员们不仅需要估算球的运动轨迹和发射角度,还要通过测试观察连续发射时的稳定性,再决定结构位置和工作参数。


对现场比赛而言,新的场地环境、其他机器人的运行方式和不断变化的联盟组合,都会影响事先制定的方案。每场比赛前,队员们需要与联盟伙伴交流各自擅长的任务,在有限的准备时间内确定路线、得分目标与终局阶段的安排。
中国队在赛事中保持了出色的竞技状态,凭借稳定的任务完成能力和联盟协作表现,获得了世界亚军。
本届比赛中,中国队还首次获得了凯瑟琳·约翰逊工程金奖。这一奖项关注的不只是机器人的最终外观或成绩,也重视设计与迭代过程中的清晰度、完整度及科学性。对于第一次接触大型工程项目的同学来说,学会把想法、实验和结论清楚地呈现,兼顾系统性与完整性,也是一次重要的科研体验。
中国队在备赛中将机械结构的构思、设计计算、测试记录、问题分析和迭代过程进行了详尽的整理。以底盘选型为例,减速比的确定并非简单比较两个参数,而是需要结合整车负载、场地任务与实际战术;在发射机构中,理论轨迹也必须与真实测试中的球速和轮速变化相互印证。这些内容既帮助队员回顾设计选择,也使没有参与前期研发的读者能够理解机器人的工作原理。对于第一次接触大型工程项目的同学来说,学会把想法、实验和结论清楚地记录下来,兼顾系统性与完整性,也是一次重要的科研体验。

TEAM CHINA CAN HELP的延续
中国队从2019年开始,除了完成自己的机器人,持续帮助科技资源有限、技术经验不足的其他国家。并从2024年开始,将“TEAM CHINA CAN HELP”正式作为中国队的特色,在赛场上组成帮助小分队,为其他国家提供支持和帮助。

中国队在现场帮助巴巴多斯队
在今年赛前不到两周的时候,苏丹队伍联系到中国队,因为一直没有收到材料,他们求助中国学生帮助搭建机器人验证方案。中国队收到消息之后,第一时间跟苏丹建立线上会议,对他们设计的机器人提出了修改建议,并帮助他们完成了机器人的初步验证,展现了中国队在赛场内外的担当。

苏丹的求助消息

中国队与苏丹线上交流
在比赛现场,中国队也持续关注苏丹队的机器人比赛状态,帮助苏丹队完成备赛工作,让他们在现场实现了从零开始搭建机器人到顺利完赛。

全球亚军和工程金奖,记录了中国队在2026年FIRST全球机器人挑战赛中的努力与收获。比赛已经结束,留在队员们手中的不仅是奖牌,还有与各国伙伴合作的经历。希望更多同学能够保持对科学和工程的兴趣,从身边的问题出发,继续尝试、验证和创造。

来自十一学校的高二学生陈希言表示,“参加FGC之前,我对合作的理解更多停留在‘与他人一起完成任务’。真正投入比赛后,我才发现,合作贯穿于每一个看似独立的环节:为了让机器人更好地适应比赛,我们反复听取彼此的意见,迭代设计;为了场上高效得分,不断调整场上的指挥与配合。FGC让我理解,FIRST所倡导的合作,并非要求所有人想法一致,而是在尊重差异的基础上建立信任,让各自的知识与能力汇聚成任何一个人都无法独自实现的成果。”

问起比赛中对什么印象最深刻,十一学校的高二学生郜肃说:“是来自世界各地的人都能够友善地沟通、交流。参加这次比赛,我们从中收获了许多友谊。我和队友们帮助了很多国家的队伍:苏丹、蒙古、几内亚、阿尔及利亚、塞舌尔……这些我从未去过的地方,却因为机器人和他们聚在了一起,我们互相交换纪念品,合照。”
参加本次比赛,十一学校的李瑞喆最想感谢的,是来自Solomon Islands的朋友们。修车的时候,李瑞喆发现他们的shooter上有一串五颜六色的字母,了解后得知,这是队伍里一位叫Idamali的队友,因为种种原因没能来到韩国仁川,于是他们拿起彩笔,在机器人shooter的飞轮上写下了她的名字。原来一台机器人承载的不只是齿轮、电机和比赛任务,还可以承载一个团队对缺席队友的牵挂。所谓Team,可以不只是站在赛场上的那几个人。也是在帮助他们的过程中,李瑞喆找回了自信,有了更多的勇气去帮助其他国家的队伍。

这是FGC中国队指导老师闫海伟第二次随队参加FIRST Global Challenge。“FIRST有一个概念,叫在竞争中合作。‘China Can Help’也是中国队一直坚持的传统。这次比赛,我们专门记录了中国队帮助其他国家队伍的情况。36条记录,涉及亚洲、欧洲、非洲、美洲和大洋洲的众多国家和地区。其中苏丹队受国内影响,备赛条件非常困难,早在正式比赛开始之前,中国队就已经多次为他们提供技术支持。到了仁川赛场,同学们继续帮助他们验证机器人、解决故障、维修和调试。对于很多来自不同国家的年轻人而言,能够来到这里,可能本身就已经是一件非常不容易的事情。而我们的同学能够在紧张的比赛中,依然愿意拿出自己的时间和精力去帮助别人,这件事让我特别骄傲。”
闫海伟说:“这次比赛,我还看到了非常多中国文化在赛场上的呈现。开幕式上的中国传统建筑元素、充满文化韵味的舞台设计,以及同学们与来自不同国家的年轻人之间的热情交流,都让我印象深刻。但比这些更让我欣慰的是,中国队同学们展现出的文化自信,并不只停留在文化符号和语言表达上。”

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