Miluju lego, jako dítě jsem si s ním neskutečně vyhrál a moje láska k němu přetrvává i do dospělosti. Nicméně pozorní čtenáři blogu vědí, že kroužek programování se snažím držet nízkonákladový, takže lego robotům jsem se dlouho vyhýbal. Učitel informatiky na naší škole, Matěj Burda, přišel s nápadem, že ho zaujala soutěž FIRST Lego League Challenge. Říkal jsem si proč ne, kroužek stejně potřeboval po letech nový impulz. Domluvili jsme se na tandemové výuce a šli do toho. Jestli soutěž neznáte nebo váháte, zda se příští rok přihlásit, tak vás může následující text navnadit, abyste se příští rok zúčastnili i vy.

Úvod

Jsem si vědom, že existuje Lego soutěž při ČVUT, u které jsem se však osobně zařekl, že se jí nikdy účastnit nebudu. Jednak používají již nedostupné stavebnice Mindstorm a hlavně mají pro mě naprosto nepřijatelné znění pravidel, viz níže. Takhle nepřátelskému prostředí nehodlám děti vystavovat. Pravidlu vyloučení rozumím, ale provedení otřesné. I na vesnickém amatérském běžeckém závodě existuje způsob odvolání.

Organizátor ROBOSOUTĚŽE (Ing. Martin Hlinovský, Ph.D.) může rozhodnout o diskvalifikaci (vyloučení ze soutěže) jakéhokoliv týmu bez dalšího vysvětlení. Jeho rozhodnutí je konečné a nenapadnutelné.

Konec plivání sírý a pojďme se věnovat FIRST Lego League Challenge. Předně jsem rád, že tedy pro lego roboty existuje alternativa. Navíc alternativa mezinárodní. Každoročně je soutěž zasazena do jiného symbolického rámce, letos se jednalo o podmořský svět.

Skládá se ze čtyř disciplín, které jsou v hodnocení ekvivalentní:

  • Core values, týmová spolupráce
  • Design
  • Robot race
  • Inovační projekt

Jednotlivým disciplínám se ještě budu věnovat, jen jsem chtěl vypíchnout, že mi to přišlo jako hodně práce (a hodně práce to skutečně je) a že je to možná zbytečné. Dnes uznávám, že je to perfektně vymyšlený systém. Děti to může mnohem víc posunout. Klade to požadavky na všestrannost, stejně tak jako běžný život, a zajistí to, že nevyhrají fachidioti.

Robot race

Nejatraktivnější disciplínou je právě robot race, na kterou jsme ostatně soustředili i my. Nejlépe vám to vysvětlí následující video.

15 misí, nemusíte splnit všechny, na pořadí nezáleží. Máte 3 pokusy, na každý 2,5 minuty, počítá se nejlepší výsledek.

Bodování mi přijde geniálně motivační, i když totiž nevyřešíte žádnou překážku, neodcházíte s nulou. Máte nějaké body, které vám zůstávají, pokud něco neshodíte (je to aspekt, který hraje roli u složitějších misí).

Když jsem viděl zadání poprvé, tak mě napadlo, že je to úmyslně navržené tak, aby to nešlo v daném čase dokončit všechno. Ale jde, viz například tohle video, ale nenechte se tím zdeptat.

Netušil jsem, jak řešení misí uchopíme, až jsem našel sympatický youtube kanál, kde mají řešení nastíněné. Tedy nemáte tam přímo zdrojový kód, ale video záznam z plnění mise a taky navržené přípravky.

Inovační projekt

Inovační projekt pro nás byl velkou neznámou. V podstatě si tým sám vybere nějaký problém, který se nějak dotýká daného tématu, a navrhne jeho řešení. Naše děti jely na exkurzi do Mořského světa, ale nakonec tuto aktivitu úplně vypustily, kvůli čemuž ztratily spoustu bodů.

Hledali jsme inspiraci u soupeřů. Jeden tým si například vybral téma odpadků na plážích a následného rozpadání na mikroplasty. Problém popsali a navrhli řešení v podobě robota, který bude prosívat písek. Na 3D tiskárně vyrobili prototyp sít třech zrnitostí a na místě předvedli. Za pomoci robota Meet Edison demonstrovali, že v písku je potřeba se pohybovat na pásech a ne na kolech.

Cena

Jak jsem předeslal, mentální překážkou je pro mě cena. Nemyslím si, že je nezasloužená (bez sponzorů by musela být ještě mnohem vyšší), ale pro někoho to možná může být nepřekonatelná bariéra. Maloobchodní cena LEGO SPIKE Prime je 12 tisíc korun, do soutěže máte 10 % slevu. Není povinný, ale hodí se, Expansion Set za skoro 4 tisíce korun. Začínali jsme se stavebnicí na trojici, ale chce to spíš do dvojice.

Startovné na jeden tým 8 tisíc korun (4 tisíce registrační poplatek, 4 tisíce herní plán). Ceně za startovné rozumím, ale nechápu, proč je povinné kupovat tolik herních plánů, kolik máte týmu (výslovně jsem se na to ptal). No nic, sadu jsme prodali spřízněnému kroužku na hraní, přesto bych firmě Lego tohle plýtvání osolil v ESG 😉.

V neposlední řadě si potřebujete vyrobit stůl na herní plán.

Aplikované přírodní vědy

Na kroužku mě baví to, že si můžeme nejenom hrát, ale že musí uplatnit i znalosti ze školy. Případně si uvědomí, že jim chybí a potřebují si je doplnit.

Jedna matematická historka. Nevím, jestli si ze mě jen puberťáci nedělali srandičky, ale to je vlastně jedno, didaktický úkol splněn. Potřebujete popojet o deset centimetrů. Jak robot ví, co je deset centimetrů? Ovládáte jen otáčky. Pojďme si robota zkalibrovat. Změřme vzdálenost, kterou ujede na 10 otáček. Naměřili 270 cm. Kolik je tedy obvod kola? V pátek odpoledne už někomu dochází šťáva, napovídám dělit deseti. Jak to lze zjistit jinak? Kontrolně měříme obvod svinovacím metrem. Výpočet obvodu z průměru vypadá, že v sedmé třídě ještě nebrali.

Přesah matematiky a fyziky. Potřebuji pohnout ramenem o 90 stupňů. O kolik pootočím motorem? Zkusí o 90 a zjistí, že to nesedí. A nesedí ani směr, protože převodovka. Poměr zubu nepočítají, ale to nevadí, přístup pokus/omyl bereme.

Pro přesné zatáčení si nevystačíme jen s ovládáním motorů. Kola můžou různě prokluzovat, robot má nějakou setrvačnost a tak dále. Rozhodovat se lze i na základě telemetrie, robot má integrovaný třísměrný gyroskop.

Didaktické poznámky

S přípravou na soutěž je dost práce. Jen v kroužku hodinu týdně by se to pořádně nestihlo. A to ještě nemluvím o inovačním projektu. Díky tandemu s učitelem informatiky, jsme měli výhodu, že se děti částečně věnovaly robotům i během vyučování či v družině.

Několik našich zvědů se jelo podívat na finále do Prahy.

Mám dojem, že děti si doma staví z lego technik podle návodu, ale už ne tolik dle vlastní fantazie. Usuzuju tak z pozorování stavby přípravků.

Nemám dostatečný statistický vzorek, ale dívky mi přijdou houževnatější než chlapci, že to u nás víc táhly.

Na příští ročník si musíme cvičně vyzkoušet vystoupení před komisí, aby je to tolik nestresovalo a získali nějakou sebedůvěru.

Rozhraní editoru i návody jsou anglicky, na to nejsou zvyklí. Rozhraní Microbit nebo Scratch jsou přeložená do češtiny. Uchylovali se tedy k automatickému překladu v prohlížeči.

Oblastní kolo Karlovy Vary

Přihlásili jsme se na oblastní kolo Karlovy Vary. Pro nás je to hrozná dálka, skoro tři hodiny autem, ale byl to nejzazší termín, takže jsme získali víc času na přípravu. Přesto za rok pojedeme zase tam. Vládla tam skvělá atmosféra. Rozhodčí velmi vřelí, dokonce i poradili (vůbec jsme si neuvědomili, že na robota se může jednou beztrestně sáhnout, tedy přijdete o jeden žeton přesnosti, ale ne o body). Kolo je takové komorní. Protože se účastní méně týmu, zbyl čas na nadstavbové klání mimo soutěž jen v robot race. Pokusíme si výlet prodloužit a domluvit exkurzi ve Witte (jeden ze sponzorů).

Neměli jsme žádné ambice, jeli jsme na účast. Chtěli jsme hlavně sbírat zkušenosti. Jednu splněnou úlohu bych považoval za úspěch. Nakonec jsme dopadli nad očekávání dobře. Jeden tým exceloval v robot race se získem 205 bodů. Jelikož úplně vypustili inovační projekt, tak je to pravděpodobně stálo postupové místo. Ocenila to i porota, udělila jim diplom „Rising All-Star“. Mně to nervy nedrásá, naopak je to super výchovný prvek, že mají příští rok máknout (naše pobídky během roku nestačily).

Python

Vypozorovali jsme, že některé týmy používaly Python. Po soutěži jse si tedy zkusili i my, ale skok na písmenkové jazyky je veliký. Existuje ještě varianta Pybricks (placené, tedy další zářez do rozpočtu). Jestli tomu rozumím správně, tak se programuje v blocích, ale vidíte výsledný Python kód (který nelze editovat). Nemáme pořádně vyzkoušené, ale na první pohled mají předpřipravené bloky pro přesné zatáčení (berou například v potaz rozvor kol) nebo zapojí gyroskop pro udržení rovného směru. Dále jsem si všiml, že robot umí vykroužit oblouk zatáčky, ne udělat prosté vlevo vbok na místě. Mělo by jít i nastavit poměr počtu zubů jednotlivých ozubených kol.

Do řídící jednotky je potřeba flashnout jiný firmware a do operačního systému nainstalovat ovladač. To je pro děti velká výzva. Co jsme s hardware zažíval jako dítě já, oni už dnes (naštěstí) zažívat nemusejí, ale ani nemají tu znalost. Beru to jako příležitost, že si můžou doplnit.

Závěr

Lego soutěž se mi líbí, příště pojedeme znovu. Příprava zabere dost času, naštěstí máme přesah z kroužku do školního vyučování. Velký úkol pro nás bude inovační projekt. Jako jednu z nevýhod vidím vyšší počáteční investici do vybavení.