部分不擅數理的學生愛拿艱澀公式作例子,笑言課本中的「sin」、「cos」學來無所用。放諸今天,同樣有人以同一理論看待已成熱潮的「機械人」教育。然而,機械人設計不只涉及物理電子知識,更講求把抽象構思具體化的實踐能力,以及協作溝通的社交技巧。不久前拔萃男書院機械人隊於「國際青少年機械人競賽」(FIRST Robotics Competition,FRC)獲雙料冠軍,成為香港首支奪得冠軍旗幟的隊伍,更獲最高殊榮「影響力獎」(Impact Award)。
拔萃男書院機械人隊「10131 Royal Turtles」的名字別有一番意義。「131」為學校門牌號碼;「Royal」代表「Reimagining Opportunities for Youth Advancement and Learning」,代表推廣平等STEAM教育的願景;「Turtles」則因隊伍成立於校內龜池旁而得名。這份植根母校的情誼,從機械人的成立過程及師徒制可見一斑。「學校的機械人隊成立於2012年,最初只有15人,隨着學生對機械人及STEAM領域的興趣日益濃厚,至今已發展到接近200人;而且幾乎所有指導老師皆為舊生,包括我們三人。」導師們說。
當日受訪的三名導師包括馮灝一、譚宇傑及杜恩碩,把歷時14年的團隊歷史簡單道出。關於比賽,三人指自己角色主要是為安全把關、提供指導,待學生完成任務後作審視,最後給予回饋。至於所有設計、組裝等動手環節,均由學生完成,故招募隊員時不會只着重技能或成績,首要對製作機械人有熱情。
從十餘人的小隊伍,至今天成為獲得佳績的冠軍人馬,不乏前人種樹、後人乘涼的故事,五名有份參與上海、土耳其賽事的隊員包括胡晉源、許彥達、譚浩瀚、王浩灃、鍾建朗,他們在受訪前的演示環節,因電腦更新而略顯阻礙,即與導師兼師兄們一起找解決方法。如此團隊精神,正是舊生帶領發展的最大優勢,也讓身為後輩的學弟肩負起傳承使命。
對戰全球強隊
回顧整個賽季,3月首站於上海區域賽取得第四名,後來在土耳其賽區榮獲「雙料冠軍」。5月美國休斯敦舉行的全球總決賽中,隊員們與600支全球強隊激戰,最終取得小組排名18,不辜負之前的一番努力。「10131 Royal Turtles」從上海到土耳其的FRC區域賽屢奪佳績,儘管賽程緊湊,還要面對學業壓力,但學校除給予功課寬限,更在晉級總決賽後短短3星期內辦妥行程,讓學生能專心研發和備戰。
事實上,部分隊員正就讀中五,翌年要專心應考文憑試,故今次出賽屬中學生涯最後一戰,幸運的是隊伍實現了學校成隊15年來期望晉身總決賽的心願。幾位學生異口同聲表示,「比賽的價值不止獎項,更重要是能與隊友為共同目標奮鬥,大家由中一至中五幾年間,在機械設計、編程,到影像拍攝、平面設計等範疇,都增進了不少知識。」
說起賽事,FRC素有「智力奧林匹克」之稱,由國際非牟利組織FIRST舉辦,公認為中小學界最高水平、最具挑戰性的機械人比賽。男拔隊伍這次參賽的主題為「Rebuilt」,參賽隊伍須在8周內,設計及製造重達50公斤的工業級機械人,以完成收集球狀「燃料」、跨越障礙,以及攀爬塔樓等複雜任務。隊員們回想獲勝之路殊不簡單,「季初時開了策略大會,決定今年要怎樣設計。當時結論是造一個大容量的機,希望裝愈多波愈好,但比賽有重量限制,所以最大難題是怎樣『減重』,花了很多時間去換材料、調整粗幼。」隊員王浩灃說得輕描淡寫。
極速替換零件
撇除重量及價錢限制,機械人的材料及設計卻充滿彈性,隊員們亦認為這是比賽難度之一。歷經數月的賽事,參賽的機械人也同樣經歷多次進化,隊員指賽前有不少測試,每次比賽後都要作出相應改變。「不記得現在是第幾個version(版本),因為細微的改動很多。而且校內沒有一個正式的比賽場地,也沒有對手可供練習,很難預早發現問題。不過,因為學校有DT(木工),賽後有需要做一些加工,就可以在很短的時間完成,否則訂貨也訂不及。」隊員王浩灃、許彥達及譚浩瀚解釋道。
FRC賽事採取「三打三」賽制,要求機械人作出搬球動作,在把「燃料」射入龍門或攀爬塔樓取分,當中最難是建立定位。隊員以3台攝影機作360度環視,以判定龍門位置、距離感受和力度;在收集「燃料」時,機械人要承受與對手的碰撞,一旦損壞,便要在有限的中場休息時更換。導師們形容比賽與一級方程式賽車無異,要視乎對手設定不同策略,他們讚揚學生策略正確,聚焦開發核心功能。此外,他們果斷放棄複雜的發射模式,改以快速、量大的射球穩定得分,又研發「快換模組」,確保迅速修復損耗。
「我們真的試過需要在短時間內換零件的危急關頭!」不只一名隊員同聲說起土耳其賽事中的難忘一刻:「那場比賽是三局制的決賽,當時比數是各勝一場,而中場休息只有10分鐘,基本上只夠換電和做基本檢查,但我們那部機卻被撞壞了,需要即時更換零件,那一刻真的非常緊張,因為趕不及的話就等同輸了!」導師們憶起那次緊湊的中場休息,也難掩驚險神色,幸好最終成功勝出,取得晉級世界總決賽資格,最終在24支隊伍中獲第18名,成就不凡。







