世界機械人奧林匹克競賽 (WRO) 是一個為年輕人舉辦的全球性機械人競賽，旨在激發他們對 STEM 領域的興趣，並培養他們的創造力、問題解決能力和團隊合作精神。 WRO 比賽共有四大類別：RoboMission、RoboSports、Future Innovators 和 Future Engineers，並根據年齡分為小學、初中和高中組。
- RoboMission 要求隊伍設計機器人，在比賽場地上完成特定任務，例如搬運物件、導航等等。
- RoboSports 類似於機械人足球賽，隊伍需要設計機器人進行比賽。
- Future Innovators 要求隊伍針對特定主題設計創新的機器人解決方案。
- Future Engineers 要求隊伍設計自動駕駛車輛，在賽道上自動導航。
WRO 比賽注重多方面的技能培養，包括軟件工程、創新能力、演講技巧和團隊合作。 每年，來自世界各地的隊伍都會聚集在一起，在這個充滿挑戰和樂趣的舞台上一較高下。參賽者需要設計和搭建機械人，並編寫程式使其完成各種任務。每個項目都充滿挑戰性，需要參賽者充分發揮他們的智慧和技能。
香港的 WRO 參賽經驗
香港的學生在 WRO 比賽中一直都有着出色的表現。 例如，在 2023 年的 WRO 印度國際賽中，香港隊伍就取得了優異的成績。這些成功的經驗可以為其他參賽者提供借鑒：
- 積極參與: 積極參與 WRO 比賽可以讓學生學習到很多知識和技能，例如機械人搭建、程式編寫、團隊合作等等。
- 賽前準備: 賽前準備是取得好成績的關鍵。 學生需要提前學習相關的知識，例如機械人原理、編程語言等等，並進行充分的練習。
- 團隊合作: WRO 比賽是一個團隊合作的項目，學生需要學會與隊友溝通和協作，共同解決問題。
- 永不放棄: 在比賽過程中，可能會遇到各種各樣的困難和挑戰，但學生們要永不放棄，堅持不懈地努力，最終一定能夠取得成功。
對於渴望在 WRO 比賽中取得佳績的香港參賽者來說，除了掌握紮實的機械人知識和編程技巧外，還需要了解一些致勝秘訣。本文將深入探討如何在 WRO 比賽中脫穎而出，涵蓋以下幾個關鍵方面：
一、 提升機器人穩定性及效率
機器人的穩定性和效率是 WRO 比賽中至關重要的因素。機器人需要在比賽場地上穩定運行，準確完成任務，同時還要儘可能提高效率，縮短完成任務的時間。以下是一些提高機器人穩定性和效率的技巧：
1. 程式優化
優化程式可以減少機器人運行的時間和錯誤率，是提升效率的關鍵。 以下是一些程式優化的技巧：
- 使用變數、迴圈、函數等編程技巧，簡化程式碼，提高程式效率。
- 利用一些高級的編程技巧，例如 PID 控制算法，來提高機器人的穩定性和精度。
- 優化機器人的運動軌跡，使其移動距離和時間最小化，例如使用 RoboDK 軟件中的 PRM 運動規劃器。
- 在程式中減少不必要的計算和等待時間，提高程式執行效率。
2. 零件選擇
選擇高品質的零件可以確保機器人的穩定性和耐用性。 同時，根據任務需求選擇合適的感測器和馬達，可以提高機器人感知環境和執行任務的能力。
- 控制器: 選擇可靠的控制器，例如 LEGO® MINDSTORMS® 系列，可以確保機器人穩定運行。
- 馬達: 根據任務需求選擇不同功率和扭力的馬達，例如驅動機器人移動的大功率馬達，或者控制機械臂精細動作的小功率馬達。
- 感測器: 選擇合適的感測器可以提高機器人感知環境的能力，例如：
- 顏色感測器：用於識別顏色，例如在 RoboMission 任務中識別不同顏色的物件。
- 超聲波感測器：用於測量距離，例如在 RoboSports 比赛中避開障礙物。
- 陀螺儀感測器：用於檢測機器人的方向和角度，例如在 Future Engineers 挑戰中保持車輛行駛的穩定性。
3. 感測器校準
感測器的校準對於機器人準確感知環境至關重要。 以下是一些感測器校準的技巧：
- 顏色感測器：在使用顏色感測器識別顏色時，需要對感測器進行校準，以確保其能夠準確地區分不同的顏色。可以使用校準工具或者編寫程式進行校準。
- 超聲波感測器：在使用超聲波感測器測量距離時，也需要進行校準，以確保其測量結果的準確性。可以通過測量已知距離的物體來進行校準。
- 陀螺儀感測器：在使用陀螺儀感測器檢測機器人方向和角度時，需要進行校準，以確保其測量結果的準確性。可以將機器人放置在水平面上進行校準。
4. 控制機器人重心
控制機器人的重心對於提高穩定性非常重要。 以下是一些控制重心的技巧：
- 質量中心 (CoM) 控制: 通過調整關節角度來改變機器人的質量中心，使其保持在支撐面的範圍內，例如通過移動機械臂或者軀幹來維持平衡。
- 零力矩點 (ZMP) 控制: 計算機器人所有垂直力和力矩的總和為零的點，並確保該點位於機器人腳部覆蓋的區域內，以保持平衡。
二、 實戰中的常見問題及解決方案
在 WRO 比賽中，參賽者經常會遇到各種各樣的問題。以下是一些常見問題及解決方案：
- 機器人迷路: 機器人迷路可能是由於感測器誤差、程式錯誤或者場地環境的干擾造成的。 解決方案包括：
- 檢查感測器是否正常工作，並進行校準。
- 檢查程式碼是否有邏輯錯誤，並進行修正。
- 在機器人上安裝更多的感測器，例如陀螺儀感測器，以提高其導航能力。
- 在比賽場地上進行充分的測試，以確保機器人能夠適應場地環境。
- 任務失敗: 任務失敗可能是由於機器人設計缺陷、程式錯誤或者操作失誤造成的。 解決方案包括：
- 重新設計機器人，使其更適合完成任務。
- 檢查程式碼是否有邏輯錯誤，並進行修正。
- 加強團隊成員之間的溝通和協作，避免操作失誤。
- 在比賽前進行充分的練習，提高團隊成員的操作熟練度。
- 程式錯誤: 程式錯誤是 WRO 比賽中最常見的問題之一。 解決方案包括：
- 使用調試工具，例如 LEGO® MINDSTORMS® 軟件中的調試功能，來查找和修正程式錯誤。
- 將程式碼分解成更小的模組，並進行單機測試，以便更容易找到錯誤。
- 請教有經驗的教練或者隊友，尋求幫助。
三、 比賽現場的時間管理和壓力應對技巧
WRO 比賽現場時間緊迫，參賽者需要在有限的時間內完成機器人搭建、程式編寫、測試和調試等工作。 以下是一些時間管理和壓力應對技巧：
1. 任務分配
合理分配任務可以提高團隊的工作效率。 例如，可以將團隊成員分成不同的角色，例如搭建、編程、測試等，每個成員負責自己的任務，並設定完成時間。
2. 策略調整
在比賽過程中，可能會遇到意外情況，例如規則更改、場地變化等。 這時需要團隊成員冷靜分析，調整策略，以應對新的挑戰。例如，在比賽當天早上會公布一條「Surprise Rule」，要求參賽隊伍修改機器人或程式以適應新的規則。 這時就需要團隊成員根據新規則，快速調整策略，修改機器人或程式，以完成新的任務。
3. 時間管理
熟悉比賽的流程和時間安排，可以幫助參賽者更好地管理時間。 例如，了解比賽的日程安排、練習時間、比賽回合數等等，可以幫助參賽者合理安排時間，做好充分的準備。
4. 排名規則
了解比賽的排名規則可以幫助參賽者更好地制定比賽策略。 例如，WRO 比賽的排名規則通常是根據完成任務的分數和時間來計算的，因此參賽者需要在保證完成任務的前提下，儘可能地縮短完成時間。
5. 情緒控制
保持積極的心態和良好的情緒對於比賽的成功至關重要。 參賽者需要學會控制自己的情緒，例如緊張、焦慮等，以避免影響比賽發揮。可以通過深呼吸、冥想等方法來緩解壓力，或者與隊友互相鼓勵，保持積極的心態。
總結
WRO 比賽是一個充滿挑戰和樂趣的舞台，它可以激發年輕人對 STEM 領域的興趣，並培養他們的創造力、問題解決能力和團隊合作精神。希望本文提供的致勝秘訣能夠幫助香港的參賽者在 WRO 比賽中取得更好的成績，為香港爭光！
想要了解更多關於 WRO 比賽的信息，或者報名參加比賽，可以瀏覽 WRO 香港官方網站 (https://www.peachcp.com/wro-hk/)。
