中學生手砌機械人學懂應變能力

機械人世界盃(RoboCup)是現今最著名和最大規模的國際機械人科技大賽之一,去年長沙灣天主教英文中學派出三組隊伍,參加青少年機械人世界盃香港區公開賽的足球項目,三隊均憑着卓越表現,橫掃高級組冠亞季軍,並且勇奪最佳設計及構造獎、最佳電子組件使用獎、最佳傳感器使用獎及最佳程式編程獎,成績優秀。

以一敵二 險中獲勝

去年贏得比賽的長沙灣天主教英文中學,參賽同學大都只是加入學校的機械人隊一至兩年,當時更是他們首個參與的全港性機械人比賽,卻已經取得佳績。獲得足球賽高級組冠軍的陶晉康同學分享經驗︰「在機械人的足球比賽中,每隊分別可以派出兩組機械人對戰。賽前已經知道我們其中一部機械人有硬件上的問題,因為無法及時修復,只能全力以赴,帶着唯一的機械人繼續參賽。」對手出動兩組機械人,以一敵二的情況對他們極為不利︰「雖然在比賽的上半場,我們輸了三、四球,但是我們沒有氣餒,一分一分的緊追上,沒想到最後竟反敗為勝。」聽到陶同學的描述不禁為他們捏一把汗,即使他們面對逆境,仍表現出堅毅不屈的精神,很值得借鏡。

分工合作 考驗應變

機械人比賽除了講求技術和策略,還要求團隊之間有良好的配合和分工。大部分參賽隊伍都是由3名學生組成,其中季軍隊伍的代表區榮健同學分享了他們的合作過程︰「我和霍宗胤同學各自負責編寫一部機械人的程式,我主力負責進攻,將球踢入對手龍門;而他主力負責防守,長駐在自己的防守區,不會進駐對方的場區,以採取一攻一防的策略。江永正同學則負責硬件的部分,賽前他先將機械人砌好,然後交由我們編寫程式,有需要時再進行維修工作。」即使同學們已有充足準備,到達比賽場地,仍受到環境、零件消耗或突發事件等影響,需要對機械人臨時作出調整,機械人隊導師屈凱添解釋︰「同學們一直以學校的環境作為調校指標,一旦去到環境光度不同的比賽場地,紅外線所感應出的讀數便會有變,相對的反應亦會改變,自然表現失準。而機械人經過幾輪交戰後,零件難免有損壞,尤其是負責讀紅外線的『眼仔』特別容易撞壞。」

在學習操作及設計機械人的時候,同學很多時要面對各種困難和挑戰,同學解釋︰「編寫程式不是一件容易的事,同學平時上課亦很少接觸。若思考不夠全面,很容易會發生意料之外的情況,例如設定的時候估計機械人是這種反應,結果卻不然,為了找尋出錯的原因,你可能要重複從400幾項程式中搜索、改良、試驗,也許要花上好幾日時間。」在比賽的時候,他們更是分秒必爭,在有限的時間內既要維修零件,又要修正錯誤程式。然而江同學就是被機械人的靈活度和刺激性所吸引︰「有時候你在比賽前預備充足,以為製造出來的機械人已經天衣無縫,但真正出賽時可能完全是兩回事,當中考驗到我們的臨場應變和處理危機的能力,整個過程既刺激又有滿足感。」

設計獨特 親手切割

問到同學認為哪一個獎項最難奪得時,亞軍隊伍代表陳杰軒同學直言是最佳設計及構造獎︰「我們的設計是獨一無二的,所有機械人樣辦都是由學生自行繪畫,再用雷射切割機將素材切割,因此設計獎對我們而言別具意義。例如這部負責進攻的機械人,設計尤其進取,一旦掃描到前方有球,便會全力衝前。另外,為免機身過輕或是馬力不足而被推開,我們特別在外層包上鋼片,令它更堅固。進攻時不但可以穩如泰山,而且能夠大力撞擊對手,從而強化其攻擊效能。」機械人的零件成本不菲,某些學校未必會讓學生輕易接觸,屈老師卻鼓勵學生自行管理機械人,儘管去嘗試、去設計,即使有零件損毀都不會動輒追究︰「基本上學生已經摧毀過所有種類的組件,或插錯線路,或看錯正負極,以致幾塊摩打板壞死‥‥‥都已經習慣了,他們甚至笑言已經能從焦土味中分辨出是哪一件零件燒着呢!」

撰文︰馬珮嵐

攝影︰蔡浩文