“Năm 2015, học sinh của Trường Trung học phổ thông chuyên Hà Nội - Amsterdam tham dự trại hè tại Israel, ở đây các em có dịp tìm hiểu cách chế tạo Robot của các em học sinh cùng lứa tuổi, qua đó biết được trên thế giới có một cộng đồng về Robotics đã tham gia nhiều cuộc thi quốc tế dành cho lứa tuổi học sinh trung học phổ thông. Israel là một nước rất mạnh về công nghệ.
Sau khi về nước, các em đề xuất với nhà trường xin thành lập Câu lạc bộ Robotics, và Câu lạc bộ Gart 6520 ra đời, cũng ngay năm đó các con đã thành lập được một đội tuyển để đi thi vòng loại ở Úc”, cô Phạm Vũ Bích Hằng - Giáo viên Vật lý, phụ trách đội tuyển Robotics của Trường Trung học phổ thông chuyên Hà Nội - Amsterdam, đã cho biết.
 |
Cô Phạm Vũ Bích Hằng (ở giữa) và các thành viên Trường Ams tham dự thi đấu Cuộc thi quốc tế FIRST Robotics Competition (FRC) 2021. Ảnh: Tùng Dương. |
Bạn Anh Khôi - học sinh lớp 11 Anh 1, thành viên của đội tuyển Robotics Trường Ams cho biết: “Cuộc thi quốc tế FIRST Robotics Competition (FRC) là cuộc thi dành cho học sinh cấp 3 trên toàn thế giới, hiện đã có 34 nước tham dự.
Thường vào tháng 1 hàng năm ban tổ chức cuộc thi sẽ đưa ra một đề thi, các đội tham gia dựa vào đề thi đó để chế tạo một con Robot theo tiêu chuẩn thống nhất về kích thước, trọng lượng…và có chức năng thực hiện đề bài của ban tổ chức đưa ra, mỗi năm có các đề bài khác nhau.
Đề bài năm nay 2021, Robot phải thực hiện nhiệm vụ lấy bóng, bắn bóng, leo xà và xoay đĩa. Mỗi đội thi có thể chế tạo 3 con Robot với 3 chức năng riêng phù hợp yêu cầu của nhiệm vụ, có con chỉ bắn bóng, có con chỉ xoay đĩa…nhưng để chế tạo 3 con như vậy sẽ rất tốn kém. Chính vì vậy bọn em đã chế tạo một con Robot nhưng có đủ 3 tính năng tham dự cuộc thi.
Khi thi vòng Châu lục, ban tổ chức sẽ chia các đội thành từng nhóm khác nhau, mỗi đội sẽ phân công nhiệm vụ cho từng con Robot để tối ưu hóa mục tiêu dành nhiều điểm nhất.
Thường mỗi đội đều cố gắng thực hiện tất cả các chức năng, nhưng cũng tùy vào thời gian thi, tùy vào trình độ để lựa chọn mình có thế mạnh là bắn bóng hay xoay đĩa để dành được điểm cao nhất trong phần đó”.
Bạn Khôi chia sẻ: “Đề thi năm nay có những yêu cầu về tính năng nhưng ban tổ chức còn đánh giá việc di chuyển của Robot nhiều hơn, chính vì thế chúng em thiết kế một con Robot nhằm tối ưu hóa việc di chuyển, nhanh nhẹn, linh hoạt đáp ứng được yêu cầu.
Cả đội cùng nghiên cứu nhiều phương án thiết kế, sau khi tham khảo một số mẫu, chúng em đưa ra một bản nháp cuối cùng với phần lớn các bộ phận của Robot nhẹ nhàng, có đường nét, vật liệu chế tạo cũng dễ tìm hơn với kinh phí hợp lý.
Về sự sáng tạo, cả đội cũng được thử thách rất nhiều, ví dụ một cơ chế cần lực ma sát để gạt thu bóng, sau khi thử nhiều vật liệu thì cuối cùng chúng em cũng tìm ra và đưa vào sử dụng loại cao su bọc cán vợt cầu lông giúp tăng ma sát bộ phận này.
Đề bài yêu cầu tại mục tiêu nơi quả bóng chạm vào sẽ có một thiết bị phản quang, các đội trên thế giới họ thường có sẵn những thiết bị điện tử đã tích hợp nên việc thực hiện sẽ thuận lợi hơn.
Ở Việt Nam lại không có những đồ điện tử như vậy nên muốn nhận diện ra được thiết bị phản quang là một việc khá khó khăn, để giải quyết việc này chúng em sử dụng một hệ thống Camera làm thiết bị tìm mục tiêu cho Robot bắn bóng, đồng thời tự lập trình để chiếc Camera thông thường đó có thêm chức năng nhận diện phản quang, từ đó tính toán được đường bắn của bóng cần lực mạnh hay nhẹ, quyết định điểm số”.
 |
Cô Phạm Vũ Bích Hằng - phụ trách đội tuyển và thầy Nguyễn Văn Bắc - chủ nhiệm Câu lạc bộ Robotics (ở giữa) cùng đội tuyển Robotics GART6520 - Trường Trung học phổ thông Chuyên Hà Nội - Amsterdam năm 2021. Ảnh: Tùng Dương. |
Kết nối các thế hệ học sinh của trường để có một sản phẩm tối ưu
Những khó khăn trong vấn đề mạch điện chế tạo Robot, em Trà My - thí sinh của đội Robotics cho biết: “Liên quan đến các vấn đề hỏng hóc của mạch điện, phần lớn linh kiện của cuộc thi là đồ tiêu chuẩn, các đội tham gia phải sử dụng 1 loại bảng chia điện, mạch điều khiển tiêu chuẩn của ban tổ chức đưa ra.
Robot của các đội tham dự cuộc thi phải dựa trên các bảng mạch tiêu chuẩn đó để hoạt động, điều này tạo sự công bằng cho các đội. Chính vì đó là đồ tiêu chuẩn thế giới nên rất khó mua, hơn nữa vì ảnh hưởng của dịch Covid nên chúng em cũng có khó khăn trong việc đặt mua đồ từ nước ngoài.
Việc chế tạo cơ chế leo cao khá khó khăn, bản thân Robot nặng hơn 50 kg nên bọn em dùng cơ chế đẩy bằng khí nén, nhưng rắc rối mạch điều khiển bình khí bị hỏng, không thể mua được từ nước ngoài về để thay thế.
Cuối cùng cả đội quyết định chuyển sang dùng các khớp nối hoạt động bằng động cơ, sau nhiều lần làm và rút kinh nghiệm, kết quả là con Robot đã leo lên được như ý tưởng ban đầu.
Con Robot này có tham khảo một chút từ con Robot năm ngoái, điều hay là thành viên các đội thi hàng năm vẫn thường xuyên giúp đỡ nhau, ở đây có sự kế thừa, kết nối chặt chẽ giữa các thế hệ học sinh của Trường Ams để có một sản phẩm tối ưu nhất”.
Cô Hằng cho biết: “Ban tổ chức yêu cầu một số bộ phận Robot phải đúng tiêu chuẩn, ví dụ khung bên ngoài tất cả các đội phải cùng kích thước, bảng mạnh điện đúng tiêu chuẩn của họ, bên cạnh đó các đội vẫn thỏa sức sáng tạo, có thể lắp thêm đồ khác, đồ do các đội tự chế tạo.
Trong quá trình học sinh làm việc, lý thuyết là một phần, còn đưa lý thuyết vào thực tế lại khác, các em đưa ra rất nhiều phương án nhưng có phương án thành công và cũng nhiều thất bại. Đây là một quá trình thử nghiệm và các con cũng học hỏi được từ đó rất nhiều.
Các con hiểu được rằng mình đã tính sát như vậy nhưng tại sao áp dụng vào thực tế lại không thành công? Chính vì vậy phải thử nghiệm rất nhiều phương án để cho ra phương án thành công nhất, đó là điều rất tuyệt vời. Đã có năm đến sát giờ thi rồi mà các con vẫn không thể làm cho Robot hoạt động.
Có thể nói năm nay đội Robotics của trường đã làm rất tốt, tham khảo các kỹ sư nhưng chủ yếu vẫn là các con thực hiện từ thiết kế đến lắp đặt, vận hành thi đấu. Từ lúc nhận đề thi rồi bắt tay vào nghiên cứu, chế tạo và thi đấu là quãng thời gian 2 tháng”.
 |
Ban thiết kế - đạt giải thiết kế cơ khí - nội dung thiết kế đề thi - cuộc thi FRC2021. Ảnh: Tùng Dương. |
Cô Hằng cho biết thêm: “Đề thi của FRC rất khó, có thể nói đây là đề thi khó nhất về Robotics dành cho học sinh Trung học phổ thông.
Mỗi năm ban tổ chức ra một đề thi với rất nhiều điểm sáng tạo, thách thức các đội chơi phải cải tiến kỹ thuật, cơ khí và lập trình để có thể đáp ứng được yếu tố của đề thi.
Ví dụ con Robot của năm ngoái phải làm được 4 nhiệm vụ: Lấy được bóng; bắn bóng trúng đích; quay đĩa đúng số vòng và mầu theo yêu cầu; tự nâng mình lên khỏi mặt đất rồi treo mình trên xà.
Năm nay thi Online nên ban tổ chức nhấn mạnh vào tốc độ và các thử thách. Con Robot năm nay tự tay học sinh làm 100% và có thể nói là tốt nhất trong tất cả các con mà đội tự làm, đạt tốc độ rất tốt.
Trong nội dung thi năm nay có một nội dung: Thiết kế đề thi cho năm sau. Học sinh phải dựa trên việc mình thực làm, biết được Robot của mình có thể đạt được mức độ ra sao, có thực hiện được các nhiệm vụ hay không để từ đó cải tiến đề thi của ban tổ chức, thêm một số thách thức ngoài các thách thức mà ban tổ chức đã đưa ra.
Thách thức của đội là thêm một cái cân treo 2 đĩa ở chính giữa sân, buộc các đội chơi phải hoàn thiện hơn nữa về trình độ thì mới có thể vượt qua. Đề xuất này của học sinh Trường Ams đã được ban tổ chức cuộc thi trao giải “Thiết kế kỹ thuật” trong nội dung thiết kế đề thi Robot. Đây là 1 trong 4 nội dung chính của cuộc thi Robot năm nay”.
Em Nguyễn Thủy Chi - Lớp 10 Oxford là thành viên của Ban thiết kế, cho biết: “ Đây là một trong các hạng mục giải mà bọn em có rất nhiều ý tưởng tham gia, sử dụng ý tưởng đó để có thể tạo ra một đề thi Quốc tế.
Chủ đề bọn em đưa ra “Du hành thời gian”, cơ bản đó là một đề thi với các chướng ngại vật để Robot đi qua, điều đặc biệt nhất là có một vật ở giữa sân với hình dạng giống như một cái cân treo 2 đĩa, Robot phải bắn đĩa vào hai bên để cho cân cân bằng, đây là nhiệm vụ chính của cuộc thi. Đó là điểm mạnh nhất ở đề thi này đã giúp cả đội Robotics của Trường Ams đạt giải.
Việc đội của em làm ra các vật chuyển động khiến cho các đội tham gia phải phát triển hơn công nghệ với những lập trình xem dấu, định vị các ô trên cân và nhiều cơ chế khác…thì mới có thể hoàn thành đề thi.
Trong đề thi, vấn đề cơ khí được đặt cao hơn những yếu tố khác và ban tổ chức Cuộc thi quốc tế FIRST Robotics Competition đã trao giải cho đội Robotics của Trường Ams vấn đề đó. Đội tuyển GART 6520 - Trường Trung học phổ thông Chuyên Hà Nội - Amsterdam đã xuất sắc giành giải Thiết kế kĩ thuật thế giới”.
Nói đến các cuộc thi về robot không thể không nhắc đến First - Cuộc thi công nghệ lâu đời bậc nhất nước Mỹ dành cho trẻ em. Ra đời từ những năm 1989, đây là cuộc thi cho trẻ em với “tuổi đời” hơn 30 năm. First có 5 hạng mục thi đấu từ 6 tuổi đến 18 tuổi.
FRC - FIRST Robotics Competition là cấp độ khó nhất của giải đấu First, robot được thiết kế tự do hơn và có công suất lớn hơn. Đây là giải đấu có thí sinh thi đấu đông nhất toàn cầu ở mức độ cấp trường.
Năm 2021 là năm thứ 30 cuộc thi được tổ chức, gồm 4795 đội thi đến từ 34 nước và vùng lãnh thổ. Các đội thi trên toàn thế giới được chia thành 33 khu vực, mỗi khu vực chia thành các bảng đấu. Đội tuyển GART6520 - Trường Trung học phổ thông Chuyên Hà Nội - Amsterdam thi đấu trong khu vực Châu Á - Thái Bình Dương (Pacific Region), bảng đấu gồm 31 đội (1 đội Canada, 1 đội Ba Lan; 1 đội Mexico; 1 Việt Nam và 27 đội Mỹ).
