本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
想象一下，你想让青少年对一项有竞争力的课外团队活动感到兴奋。它应该包括策略、实时解决问题、团队合作、适应性、实践，并需要竞争精神。你会想到什么选择？橄榄球？足球？篮球？排球？机器人技术怎么样？
从本地团队到全球舞台的各种竞赛，正在将越来越多的儿童和青少年引入机器人世界。许多青少年项目旨在让参赛者直接进入为比赛优化机器人的阶段。使用功能齐全的机器人进行调整或解决问题的机会吸引了广泛的年轻人——既包括那些可能因从头开始编程的想法而感到畏惧的人，也包括那些已经掌握了基本原理的人。将这些群体聚集在一起，促进了知识的共享和共同热情的滋生。
团队与房间编程方面的项目协调员一起工作。图片来源：阿曼达·贝克
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伦斯勒理工学院的大学预科教育中心（CIPCE）创建了一个为期一周的夏季学院，该学院基于VEX机器人平台。对于那些想要扩展他们已经建立的对机器人的热爱的孩子们来说，熟悉VEX为他们打开了通往竞赛的大门，这些竞赛涉及40个国家的16000多个团队。对于那些想要试水的人来说，较短的机器人学院提供了完美的入门生态系统。该项目让13-15岁的孩子们有机会花一周时间构建、编程、调整和改进机器人，最终与同龄人的作品一较高下。
参加夏季学院的青少年在经验和动机方面各不相同。有些人已经有编程游戏或使用其他机器人平台的经验。另一些人则将这一周视为入门的机会。两组人都似乎玩得很开心。安吉拉（14岁）带着编程乐高机器人的经验而来，但她认为这是一个做更开放的事情的机会。“这里的代码超越了拖放式的编程，”她解释说。“它让你以更像真实世界的方式编写程序。”她的搭档没有其他经验，但发现稍加努力就能有效地使用该平台。
迷宫、冰球和水桶等待着机器人参赛者。图片来源：阿曼达·贝克
青少年们被给予了一个总体挑战——在给定的时间内获得最高分——并设置了一系列限制，这让两人开始制定策略。每个机器人首先必须在不接触边缘的情况下导航通过一个短迷宫。一旦通过迷宫，机器人就进入了一个由水桶和冰球组成的竞技场。机器人需要导航阵列以捡起冰球并将它们尽可能快地放入水桶中。有些水桶价值更高，而打翻水桶会导致每掉出一个冰球就失去积分。每对搭档有四分钟的时间来完成挑战，但有一个重要的注意事项：前90秒必须完全自动化。只有最后的2.5分钟允许驾驶员使用遥控器。
团队解释说，导航迷宫促使他们更加精确，而不仅仅是在编程方面。由于第一阶段必须是自主的，因此创建一种将机器人放置在完全相同的起始位置的方法变得至关重要。然后，团队必须考虑水泥地面上的摩擦力，并在保持速度和转弯时的稳定性之间找到平衡。一个特别完美的90度转弯引来了附近团队集体发出的“哇，漂亮”的赞叹，当时我们正在聊天。
手动控制阶段随后为合作伙伴关系打开了更多的大门。虽然讨论策略和分担任务很重要，但搭档们知道，他们获胜的机会取决于在关键时刻拥有最好的驾驶员。当驾驶员从一个冰球转向另一个冰球时，搭档必须控制机械爪的降低、闭合、抬起和释放。所有早期的策略讨论都必须由驾驶员或机械爪操作员在当下独立做出。只有2.5分钟的工作时间，实践和信任合作伙伴的决策和技能是关键。
成功！图片来源：阿曼达·贝克
一位协调员分享了一个早期练习任务的轶事。团队正在比赛从一堆冰球中抓取冰球并将它们扔到房间另一端的水桶中。一个团队想到了抓住水桶并将其移动到冰球堆旁边的想法。在短暂的抗议之后，新的策略扎根了。在STEM竞赛中，一个团队的漏洞是另一个团队的高效工程。
移动水桶事件引出了另一个问题：你可以故意倾倒另一个团队的水桶吗？共识是他们可以。随之而来的是对倾倒水桶的热情，并导致了一些非常有效的破坏。但最终团队忽视了总体目标。所有花在倾倒水桶上的时间都没有留下时间来获得自己的分数。虽然这是一个令人兴奋的挑战，但团队最终不得不重新调整他们的优先事项。
项目协调员表示，竞争方面促使团队根据彼此的想法进行调整和创新——并且经常互相鼓励。这对一些参与者来说是令人生畏的。迪尔德丽（14岁）想把构建计算机作为职业，她很享受这个挑战。但她说，竞争方面对她没有那么大的吸引力。她的搭档安吉拉说，她通常也有同样的感觉。“但这是我的专长。在这种情况下，像这样，我实际上非常喜欢它，”她说。
斯凯勒（14岁）和梅特（14岁）都希望将比赛更进一步。如果有机会，他们很乐意进行直接的机器人战斗或机器人足球比赛。他们都知道这超出了为期一周的挑战范围，但他们期待着将所有级别的工作整合在一起。梅特的弟弟参加了一个乐高机器人夏令营，他希望VEX小组也能花更多时间从头开始设计他们的机器人。然而，花更多时间在任务和策略上是值得的牺牲。斯凯勒认为他学校的机器人课程已经变得无聊，他也同意这一点。也许一周时间不能包括设计、编程、测试、调整和竞赛——但它肯定可以在激励青少年在回家后继续进行其他步骤方面发挥重要作用。