วิธีสร้างหุ่นยนต์ด้วยความช่วยเหลือของ CodeGym

ในโรงเรียน Hollis Montessori (นิวแฮมป์เชียร์) มีทีมวิทยาการหุ่นยนต์ สมาชิกมีแรงจูงใจสูงและเต็มใจที่จะทุ่มเทอย่างเต็มที่เพื่อสร้าง เรียนรู้ และคว้าชัยชนะ พวกเขาได้สร้างหุ่นยนต์ ปรับปรุงมันต่อไป และมีส่วนร่วมในการแข่งขันชิงแชมป์โลก และ CodeGym ช่วยให้พวกเขาบรรลุเป้าหมาย

มันเริ่มต้นอย่างไร

ทีมหุ่นยนต์ของโรงเรียน Hollis Montessori ก่อตั้งขึ้นในปี 2014 ภายใต้ชื่อ "8888 Infinity Factor" 8888 เป็นหมายเลขสุ่มที่กำหนดให้กับทีมโดย FIRST Robotics เมื่อเลขแปดดูเหมือนสัญลักษณ์อินฟินิตี้ นักเรียนจึงตัดสินใจตั้งชื่อทีมว่า Infinity Factor ต่อมาสมาชิกเริ่มแรกสำเร็จการศึกษา แต่ในปี 2020 ทีมก็ฟื้นคืนชีพขึ้นมา น่าเสียดายที่การระบาดใหญ่กลายเป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาทันที อย่างไรก็ตาม ในปี 2021 สมาชิกใหม่ได้ตัดสินใจเข้าร่วม FIRST Tech Challenge FIRST ย่อมาจาก “สำหรับแรงบันดาลใจและการยอมรับของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี” เป็นการแข่งขันระดับโลกที่นักเรียนเรียนรู้ที่จะคิดเหมือนวิศวกร พวกเขาออกแบบ สร้าง และเขียนโค้ดโรบอตโดยใช้ Java ความท้าทายประกอบด้วยหลายขั้นตอน: การแข่งขันฝึกซ้อม (Scrimmages) ซึ่งทุกทีมสามารถมีส่วนร่วมได้ การแข่งขันระดับภูมิภาค (ทุกทีมสามารถเข้าร่วมได้) การแข่งขันระดับรัฐ (เฉพาะบางทีมที่ได้รับการคัดเลือกจากผู้พิพากษาเท่านั้นที่สามารถเข้าร่วมได้) และการแข่งขันระดับโลก (เฉพาะทีมที่เลือก)

หุ่นยนต์ก็ถือกำเนิดขึ้น

ทุกปี FIRST Tech Challenge มีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับหุ่นยนต์ ตัวอย่างเช่นในฤดูกาล 2020 หุ่นยนต์กำลังยิงวงแหวน ฤดูกาลปี 2021 กำหนดให้หุ่นยนต์ต้องหลบหลีกบนหนามแหลมและขนส่งสินค้า ความท้าทายในปีนี้กำหนดให้หุ่นยนต์ต้องยกกรวยให้สูง 82 ซม. แล้ววางลงบนแกนที่ติดกับสปริง ดังนั้น เมื่อฤดูกาล FIRST Tech Challenge เริ่มต้นทุกปี ทีม 8888 จะออกแบบหุ่นยนต์ให้มีฟอร์มแฟคเตอร์ที่จะเป็นเลิศในเกม ปัจจุบัน หุ่นยนต์ของทีมสามารถรับกรวยและวางไว้บนเสาได้ นอกจากนี้ยังสามารถจอดรถได้โดยอัตโนมัติในพื้นที่ที่กำหนด และทีมงานกำลังดำเนินการเพื่อให้สามารถ "มองเห็น" ได้ (เพื่อวางกรวยโดยอัตโนมัติ) การสร้างหุ่นยนต์เป็นงานที่ซับซ้อนซึ่งต้องมีการจัดลำดับความสำคัญและการกระจายความรับผิดชอบที่ชัดเจน Pranai Rao หนึ่งในสมาชิกในทีมกล่าวว่า "ทุกคนในทีมของเราเท่าเทียมกัน ดังนั้นเราจึงไม่มีกัปตันทีม อย่างไรก็ตาม เรามีนักเรียนที่เป็นผู้นำกลุ่มย่อยในสาขาที่ตนเชี่ยวชาญ เช่น ฉันเป็นผู้นำ ทีมเขียนโปรแกรมและการเข้าถึงชุมชน ในขณะที่นักเรียนคนอื่นๆ เป็นผู้นำกลุ่มฮาร์ดแวร์ (และการออกแบบ 3D) กลุ่มกลยุทธ์ และกลุ่มระดมทุน" ทีมงานจัดหาวัสดุเพื่อสร้างหุ่นยนต์จากบริษัทหลายแห่ง รวมถึง REV Robotics, goBILDA และ Tetrix พวกเขายังออกแบบและจัดฉากและชิ้นส่วนแบบกำหนดเองด้วยการพิมพ์ 3 มิติ เพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะ ซอฟต์แวร์สำหรับหุ่นยนต์ได้รับการเข้ารหัสและปรับแต่งในแต่ละฤดูกาลโดยนักเรียนที่ได้เรียนรู้วิธีการเขียนโปรแกรมใน Java ศูนย์กลางการควบคุมของหุ่นยนต์นั้นเป็นอุปกรณ์ Android โดยพื้นฐานแล้วสมาชิกในทีมสร้างแอปที่ให้คำแนะนำที่จำเป็นแก่หุ่นยนต์ในการดำเนินการ และนั่นคือจุดที่ CodeGym มีประโยชน์!

การเรียนรู้กับ CodeGym มีลักษณะอย่างไร

ทีมงานค้นพบ CodeGym ด้วยความช่วยเหลือจาก David Jedlinsky นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์อาวุโสของ Adobe ที่ปรึกษาของพวกเขา "CodeGym ได้รับความนิยมอย่างมากในหมู่นักเรียนระดับมัธยมปลายและระดับวิทยาลัย แต่ทีมงานระดับมัธยมศึกษาตอนต้นของเราพบว่าเวอร์ชันฟรีมีประโยชน์อย่างเหลือเชื่อในการเรียนรู้ Java และชอบที่มันอธิบายแง่มุมต่างๆ ของมันอย่างสนุกสนาน" Pranai กล่าว หลังจากทำความคุ้นเคยกับหลักสูตรเวอร์ชันฟรีแล้ว ทีมงานก็ติดต่อบริษัทเพื่อหารือเกี่ยวกับความร่วมมือระหว่าง CodeGym และ Infinity Factor และได้รับการตอบรับที่ดี ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา เป็นเวลาเกือบสองปีแล้วที่นักเรียนได้เรียนรู้ Java และใช้ทักษะเพื่อสร้างหุ่นยนต์ พวกเขาเรียนเป็นรายบุคคลแต่ยังมีชั้นเรียนรายสัปดาห์ให้เรียนรู้ร่วมกันด้วย และแนวทางนี้ช่วยให้พวกเขาเรียนรู้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ปรานัยกล่าวว่า "หากไม่มี CodeGym ทีมของเราไม่สามารถดึงดูดโปรแกรมเมอร์ที่มีความมุ่งมั่นได้มากเท่ากับที่เรามีและสนุกกับการเรียน Java ด้วยกันมากเท่ากับที่เราทำ เว็บไซต์ของ CodeGym นั้นใช้งานง่ายมาก แม้แต่กับสมาชิกที่อายุน้อยที่สุดในทีมของเราก็ตาม หลักสูตรนี้สามารถปรับแต่งได้โดยการปรับปริมาณแรงจูงใจที่มีให้และรูปแบบการสอน ทำให้หลักสูตร CodeGym สนุกสนานยิ่งขึ้นสำหรับผู้เรียนแต่ละคนในทีมของเรา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เราชอบความง่ายของไวยากรณ์ Java ในบทเรียน นอกจากนี้ งานต่างๆ เป็นสิ่งที่ท้าทายแต่ก็ไม่มากเกินไป ดังนั้นเราจึงสามารถแก้ปัญหาได้โดยใช้ความรู้ที่เราได้เรียนรู้ไปแล้ว" ผลลัพธ์ของทีมมีค่าพันคำ ในปี 2021 Infinity Factor เข้าร่วมทางไกลในการแข่งขัน FIRST Tech Challenge, Ultimate Goal และได้รับรางวัล Connect Award จากการสื่อสารกับธุรกิจวิศวกรรมและวิศวกรหลายคน (โดยเฉพาะ CodeGym และบริษัทวิศวกรรมระดับนานาชาติ FARM) รวมถึงการสอนชุมชนโรงเรียนเกี่ยวกับ FIRST . และในฤดูกาลถัดมาก็ประสบความสำเร็จมากยิ่งขึ้นไปอีก: ทีมได้รับรางวัล Design Award, Finalists Award, Place Think Award ครั้งที่สอง และ Place Motivate Award ครั้งที่สอง "ก่อนที่เราจะพบ CodeGym ในฤดูกาลการแข่งขันแรกของปี 2021 โปรแกรมเมอร์ของเรากำลังเรียนรู้ Java ในขณะที่เราเขียนโปรแกรมหุ่นยนต์ เช่น ผ่านการลองผิดลองถูก มันทำให้เราช้าลงและทำให้เราต้องพึ่งพาที่ปรึกษาของเราเพื่ออธิบายว่า Java ทำงานอย่างไร เมื่อ เราค้นพบ CodeGym โปรแกรมเมอร์ของเราสามารถเรียนรู้ Java ได้เร็วขึ้นมาก! แม้จะมีความแตกต่างใน Command Line Interface ของ Java และ Robotics Java แต่หลักสูตร CodeGym ก็มอบรากฐานที่มั่นคงให้กับเราซึ่งทำให้เราสามารถขยายทักษะของเราต่อไปได้"

อะไรต่อไป?

จนถึงปี 2022 ทีมได้เข้าร่วมการแย่งชิงกันมาแล้วสามครั้ง อีกไม่นานก็จะเข้าสู่การแข่งขันระดับภูมิภาค และหากกรรมการเป็นผู้เลือก ก็จะก้าวไปสู่ขั้นตอนต่อไป สำหรับสมาชิกในทีม การแข่งขันดังกล่าวไม่ใช่แค่กิจกรรมที่สนุกสนาน แต่ยังเป็นการก้าวไปสู่อาชีพในอนาคตอีกด้วย บางคนต้องการเป็นนักพัฒนาซอฟต์แวร์และถือว่า Java เป็นความสามารถพิเศษที่น่าสนใจมาก "เราเริ่มศึกษา Java เพราะเป็นภาษาเดียวที่สามารถช่วยเราเขียนโปรแกรมหุ่นยนต์ได้ แต่เมื่อเราเรียนรู้มันต่อไปด้วย CodeGym เราก็เริ่มชื่นชมความแตกต่างบางอย่างที่ทำให้แตกต่างจากภาษาอื่นๆ เช่น Python ตัวอย่างเช่น ไวยากรณ์ของการประกาศ ตัวแปรในรูปแบบ "visibility type name = data" และวิธีจัดระเบียบโค้ด Java (คลาส/อินเทอร์เฟซ/วิธีการ) เพื่อปรับปรุงโฟลว์การเขียนโปรแกรมใน Java ดังที่สมาชิกในทีมที่มีประสบการณ์คนหนึ่งของเรากล่าวไว้ คุณจะได้รับเรื่องราวทั้งหมดเมื่อคุณ กำลังมองหาบางสิ่งบางอย่างแทนที่จะเป็นเพียงเศษเสี้ยว" ปรานัยกล่าว นอกจากการสร้างหุ่นยนต์และเตรียมพร้อมสำหรับการแข่งขันแล้ว Infinity Factor ยังจัดแคมป์หลังเลิกเรียนอีกด้วย เริ่มต้นในปี 2021 เมื่อทีมงานสอนนักเรียนในโรงเรียนเกี่ยวกับทักษะทางวิศวกรรมที่สำคัญเพื่อเตรียมความพร้อมสำหรับโอกาสด้าน STEM เนื่องจากการแพร่ระบาด สมาชิกในทีมจึงถูกจำกัดให้อยู่เพียงโรงเรียนเท่านั้น (เพื่อลดการแพร่กระจายของโควิด) แต่ตอนนี้พวกเขาวางแผนที่จะเปิดโปรแกรมนี้ให้กับทุกคนในภูมิภาคของตน "ฉันเชื่อว่าการสอนเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการฝึกฝนวิชาต่างๆ ด้วยการที่สมาชิกในทีมของเราสอนทักษะต่างๆ ให้กับนักเรียนที่พวกเขาได้เรียนรู้ไปแล้ว พวกเขากำลังเสริมความรู้ของตนเองและเพาะเมล็ดพันธุ์สำหรับอนาคตของทีมของเรา" ปรานัยกล่าว นอกจากนี้ค่ายดังกล่าวยังช่วยให้ทีมขยายสมาชิกจาก 6 คนเป็น 12 คนอีกด้วย เราหวังว่าสมาชิกในทีม Infinity Factor จะบรรลุเป้าหมายทั้งหมดที่พวกเขาตั้งไว้ในใจ และเราหวังว่าจะประสบความสำเร็จในอนาคต!