كيفية إنشاء روبوت بمساعدة CodeGym

في مدرسة هوليس مونتيسوري (نيو هامبشاير)، يوجد فريق للروبوتات. أعضاؤها متحمسون للغاية ومستعدون لبذل جهد إضافي للإبداع والتعلم والفوز. لقد قاموا ببناء روبوت، ويواصلون تحسينه ويشاركون في البطولات العالمية. ويساعدهم CodeGym على تحقيق أهدافهم.

كيف بدأ كل شيء

تأسس فريق الروبوتات في مدرسة هوليس مونتيسوري عام 2014 تحت اسم "8888 Infinity Factor". 8888 كان رقمًا عشوائيًا تم تخصيصه للفريق بواسطة FIRST Robotics. نظرًا لأن الأرقام الثمانية تبدو كرموز اللانهاية، قرر الطلاب تسمية الفريق بعامل اللانهاية. في وقت لاحق، تم تخريج الأعضاء الأوائل، ولكن في عام 2020، تم إحياء الفريق. ولسوء الحظ، أصبح الوباء عقبة فورية أمام تطوره. ومع ذلك، في عام 2021، قرر الأعضاء الجدد المشاركة في تحدي FIRST Tech. FIRST تعني "من أجل الإلهام والاعتراف بالعلم والتكنولوجيا". إنها مسابقة عالمية حيث يتعلم الطلاب التفكير مثل المهندسين. يقومون بتصميم وإنشاء وبرمجة الروبوتات باستخدام Java. يتكون التحدي من عدة مراحل: المنافسة التدريبية (المشاجرة)، حيث يمكن لجميع الفرق المشاركة؛ المسابقات الإقليمية (يمكن لجميع الفرق المشاركة)؛ مسابقات الدولة (فقط فرق معينة، تم اختيارها من قبل الحكام، يمكنها المشاركة)؛ والمنافسة العالمية (فقط للفرق المختارة).

ولد الروبوت

في كل عام، يكون لتحدي FIRST Tech متطلبات مختلفة للروبوتات. على سبيل المثال، في موسم 2020، كانت الروبوتات تطلق الحلقات. يتطلب موسم 2021 من الروبوتات المناورة فوق المسامير وتسليم البضائع. يتطلب تحدي هذا العام من الروبوتات رفع المخاريط إلى ارتفاع 82 سم ثم وضعها على قضيب متصل بنابض. لذلك، عندما يبدأ موسم تحدي التكنولوجيا الأول كل عام، يقوم الفريق 8888 بتصميم الروبوت ليكون له عامل الشكل الذي سيتفوق في اللعبة. اليوم، يستطيع الروبوت الخاص بالفريق تناول المخاريط ووضعها على الأعمدة. ويمكنه أيضًا ركن السيارة بشكل مستقل في مناطق محددة، ويعمل الفريق حاليًا على جعلها قادرة على "الرؤية" (لوضع المخاريط بشكل مستقل). يعد إنشاء الروبوت مهمة معقدة تتطلب تحديد الأولويات وتوزيعًا واضحًا للمسؤوليات. يقول أحد أعضاء الفريق، براناي راو، "الجميع في فريقنا متساوون، لذلك ليس لدينا قائد للفريق. ومع ذلك، لدينا طلاب يقودون مجموعاتهم الفرعية في مجالات خبرتهم. على سبيل المثال، أنا أقود الفريق فريق البرمجة والتواصل مع المجتمع بينما يقود الطلاب الآخرون مجموعة الأجهزة (والتصميم ثلاثي الأبعاد)، ومجموعة الإستراتيجية، ومجموعة جمع التبرعات." يحصل الفريق على المواد اللازمة لبناء الروبوت من شركات متعددة، بما في ذلك REV Robotics وgoBILDA وTetrix. يقومون أيضًا بتصميم وطباعة أقواس وأجزاء مخصصة ثلاثية الأبعاد لتلبية الاحتياجات المحددة. يتم ترميز برنامج الروبوت وتخصيصه في كل موسم بواسطة الطلاب الذين تعلموا كيفية البرمجة بلغة Java. يعد مركز التحكم الخاص بالروبوت في الأساس جهازًا يعمل بنظام Android حيث يقوم أعضاء الفريق بإنشاء تطبيق يزود الروبوت بالتعليمات التي يحتاجها للتنفيذ. وهنا يأتي دور CodeGym في متناول يديك!

كيف يبدو التعلم مع CodeGym؟

اكتشف الفريق CodeGym بمساعدة معلمهم ديفيد جيدلينسكي، أحد كبار علماء الكمبيوتر في شركة Adobe. يقول براناي: "تحظى CodeGym بشعبية كبيرة بين طلاب المدارس الثانوية والكليات، ولكن فريقنا في المرحلة الإعدادية وجد أن الإصدار المجاني مفيد بشكل لا يصدق لتعلم Java وأعجب بكيفية شرح جوانب مختلفة منها بطريقة ممتعة". وبعد التعرف على النسخة المجانية من الدورة، تواصل الفريق مع الشركة لمناقشة الشراكة بين CodeGym وInfinity Factor وحصلوا على رد إيجابي. ومنذ ذلك الحين، ولمدة عامين تقريبًا، ظل الطلاب يتعلمون لغة Java ويطبقون مهاراتهم لإنشاء الروبوت. إنهم يدرسون بشكل فردي ولكن لديهم أيضًا فصول أسبوعية للتعلم معًا، وهذا النهج يساعدهم على التعلم بشكل أكثر كفاءة. كما يقول براناي، "لولا CodeGym، لم يكن فريقنا ليجذب هذا العدد الكبير من المبرمجين الطموحين كما فعلنا واستمتعنا بتعلم Java معًا بقدر ما نفعل. من السهل جدًا التنقل في موقع CodeGym، حتى بالنسبة لأصغر أعضاء فريقنا. يمكن تخصيص الدورة عن طريق تعديل مقدار التحفيز المقدم وأسلوب التدريس. وهذا يجعل دورة CodeGym أكثر متعة لكل متعلم في فريقنا. وعلى وجه الخصوص، نحب مدى سهولة بناء جملة Java في الدروس. وكذلك المهام إنها صعبة، ولكن ليس كثيرًا، حتى نتمكن من حلها باستخدام المعرفة التي تعلمناها بالفعل." نتائج الفريق تستحق ألف كلمة. في عام 2021، شاركت Infinity Factor عن بعد في تحدي FIRST Tech، Ultimate Goal، وحصلت على جائزة Connect Award لتواصلها مع العديد من الشركات الهندسية والمهندسين (تحديدًا CodeGym والشركة الهندسية العالمية FARM)، بالإضافة إلى تعليم المجتمع المدرسي عن FIRST . وكان الموسم التالي أكثر نجاحًا: فاز الفريق بجائزة التصميم، وجائزة المتأهلين للتصفيات النهائية، وجائزة التفكير الثانية، وجائزة التحفيز الثانية. "قبل أن نجد CodeGym، في موسم المنافسة الأول لعام 2021، كان المبرمجون لدينا يتعلمون Java حيث قمنا ببرمجة الروبوت، أي من خلال التجربة والخطأ. لقد أبطأنا وجعلنا نعتمد على معلمنا لشرح كيفية عمل Java. عندما لقد اكتشفنا CodeGym، وتمكن المبرمجون لدينا من تعلم Java بسرعة أكبر بكثير! على الرغم من الاختلافات في واجهة سطر الأوامر لـ Java وجافا الروبوتية، فقد أعطتنا دورة CodeGym أساسًا متينًا سمح لنا بتوسيع مهاراتنا بشكل أكبر.

ماذا بعد؟

حتى الآن، في عام 2022، شارك الفريق في ثلاث مواجهات. قريبًا، سيتم نقله إلى المنافسة الإقليمية، وإذا تم اختياره من قبل الحكام، فسينتقل إلى المراحل التالية. بالنسبة لأعضاء الفريق، لا تعد هذه المسابقات مجرد أنشطة ممتعة ولكنها أيضًا خطوات نحو حياتهم المهنية المستقبلية. يريد البعض منهم أن يصبحوا مطوري برامج ويعتبرون Java تخصصًا جذابًا للغاية. "لقد بدأنا دراسة Java لأنها اللغة الوحيدة التي يمكن أن تساعدنا في برمجة الروبوت. ولكن مع استمرارنا في تعلمها باستخدام CodeGym، بدأنا نعجب ببعض الفروق الدقيقة التي تميزها عن اللغات الأخرى مثل Python. على سبيل المثال، بناء جملة الإعلان المتغيرات بتنسيق "اسم نوع الرؤية = البيانات؛" وكيف يمكن تنظيم تعليمات Java البرمجية (الفئة/الواجهة/الطريقة) لتحسين تدفق البرمجة في Java. وكما قال أحد أعضاء فريقنا ذوي الخبرة، ستحصل على القصة بأكملها عندما يقول براناي: "إنهم ينظرون إلى شيء ما بدلاً من مجرد جزء". إلى جانب إنشاء الروبوت والتحضير للمسابقات، تدير Infinity Factor معسكرات ما بعد المدرسة. بدأ الأمر في عام 2021 عندما قام الفريق بتعليم الطلاب في مدرستهم المهارات الهندسية الحيوية لإعدادهم لفرص العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. بسبب الوباء، اقتصر أعضاء الفريق على مدرستهم فقط (للحد من انتشار فيروس كورونا). لكنهم يخططون الآن لفتح البرنامج لأي شخص في منطقتهم. يقول براناي: "أعتقد أن التدريس هو أفضل طريقة لإتقان موضوع ما. ومن خلال قيام أعضاء فريقنا بتعليم الطلاب المهارات التي تعلموها بالفعل، فإنهم يعززون معرفتهم ويزرعون البذور لمستقبل فريقنا". بالإضافة إلى ذلك، ساعدت هذه المعسكرات الفريق على التوسع من 6 إلى 12 عضوًا. نتمنى لأعضاء فريق Infinity Factor أن يحققوا جميع الأهداف التي يفكرون فيها، ونتطلع إلى نجاحهم في المستقبل!