FIRST

מסגרתless

מסגרתless

FIRST (ראשי תיבות של For Inspiration and Recognition of Science and Technology, (בתרגום לעברית: "למען השראה והכרה של מדע וטכנולוגיה")) הוא ארגון ללא מטרות רווח שהוקם בשנת 1989 על ידי דין קיימן (Dean Kamen), ממציא הרכינוע (מוכר בתור Segway), מתוך מטרה להעניק השראה, לפתח את המוטיבציה והסקרנות ולעודד צעירים לעולם של ערכים, הנדסה, מדע וטכנולוגיה.

ארגון FIRST מארגן מדי שנה ארבע תחרויות שונות בתחום הטכנולוגיה לתלמידי בית ספר יסודי חטיבות ביניים ותיכונים בהרבה מדינות שונות מכל רחבי העולם, שגם ישראל נמנית עמן.

ארגון FIRST ישראל נתמך על ידי משרד החינוך ובשנת 2013 עבר להיות פרויקט רשמי של הטכניון (עד 2013, הטכניון תמך בארגון).

בישראל מתקיימות ארבע תוכניות:

• FIRST LEGO League junior - לילדי גן חובה - כיתה ד'
• FIRST LEGO League - לתלמידי כיתות ד'- ט'
• FIRST Tech Challenge - לתלמידי כיתות ח'- י'
• FIRST Robotics Competition - לתלמידי י' - יב'

FIRST Robotics Competition

מגרש המשחק Rack N' Roll בהיכל הספורט יד אליהו (2007)

אזור ההתארגנות (Pit Area) בהיכל הספורט יד אליהו (2007)

בתחרות הרובוטיקה משתתפות קבוצות המורכבות מתלמידי תיכון מבתי ספר שונים. בארצות הברית מתקיימות מספר תחרויות אזוריות שהמנצחים בהן מעפילים לגמר.

בכל שנה ביום שבת הראשון של השבוע הראשון של חודש ינואר נחשף משחק שונה, ועל הקבוצות לבנות רובוט שמסוגל לבצע את המשימות הנדרשות במהלך המשחק.

לכל קבוצה ניתן פרק זמן של 6 וחצי שבועות כדי לבנות את הרובוט ולהכין אותו לתחרות על פי חוקי התחרות.

לכל קבוצה ניתנת ערכת כלים בסיסית, והיא מהווה את הבסיס לבנייתו של הרובוט. על כל קבוצה להתחלק למספר תת-קבוצות, העוסקות כל אחת בפן אחר בבנייתו של הרובוט, תכנותו, בניית אתר אינטרנט לקבוצה, וכן הלאה. על הרובוט, לבסוף, לבצע 3 משימות עיקריות, פעולה אוטונומית שנקבעת כחלק מהמשחק (ללא כל עזרת מגע אנושי) כגון קליעת סלים, משחק ידני (בו מפעילים את הרובוט חברי הקבוצה) ויכולת ביצוע משימת מבטחים, כגון עליה על רמפות והרמת רובוט אחר.

ישראל משתתפת בתחרות הרובוטיקה מאז 2005. בשנה הראשונה התחרות נערכה במרכז הקונגרסים בחיפה, ובשנים לאחר מכן עד שנת 2016 היא נערכה באופן קבוע בהיכל מנורה מבטחים שבתל אביב. משנת 2017, נערכים בארץ כ-5 אירועים במסגרת מעבר לשיטת תחרות שונה, שיטה אזורית, כאשר הגמר נערך בהיכל מנורה מבטחים שבתל אביב.

מהלך תחרויות הדירוג

התחרות בנויה בצורה בה כל קבוצה משתתפת בשתי תחרויות וזוכה בנקודות המוסיפות לה לדירוג הכללי באזור.

הקבוצה משחקת מספר משחקים במהלך יומיים של תחרות ועל כל ניצחון צוברת נקודות לדירוגה הכללי.

לאחר שכל תחרויות הדירוג מסתיימות באזור, אחוז מסוים מהקבוצות עולה לתחרות הגמר.

בשנת 2017 העפילו לתחרות הגמר האזורי כ-45 קבוצות. במידה וקבוצה אינה רוצה להתחרות בתחרות הגמר, תופסת את מקומה הקבוצה הבאה בדירוג.

מהלך תחרות הגמר

התחרות מחולקת לשלושה ימים:

• יום אימונים בו מתקיימים משחקים שאינם מזכים בנקודות ונועדו להכרת המגרש וסביבת המשחק.
• יום תחרות ראשון בו מתקיימים משחקי מוקדמות על פי לוח זמנים מסודר ובסופו מתפרסם לוח תוצאות המסכם את מיקומן ההיררכי של כל הקבוצות לאותו יום.
• יום תחרות שני בו מתקיימים משחקי מוקדמות נוספים על פי לוח זמנים מסודר ובין כל כמה משחקים מתפרסם לוח תוצאות המסכם את מיקומן ההיררכי של כל הקבוצות עד לאותו רגע. לאחר סיום משחקי המוקדמות, כל אחת משמונה הקבוצות שסיימו במקומות הראשונים בוחרת 2 קבוצות נוספות. מרגע זה הופכות שלוש הקבוצות ל"ברית" ומתחרות נגד בריתות אחרות ברבע גמר, חצי גמר וגמר. ביום זה מוכרזות גם הקבוצות הזוכות

ליום האימונים מגיעות רק הקבוצות שמעוניינות בו. בתחילת היום כל קבוצה מקבלת את מיקומה ב-"אזור ההתארגנות" (Pit Area). בעבר נהגו להקים את "אזור ההתארגנות" (Pit Area) בחלק האחורי של המגרש בנוקיה, כיום נוהגים להקים אותו במאהל גדול ליד ההיכל. את הארגז בו אוחסן הרובוט מרגע סיום בנייתו ועד ליום זה ולוח זמנים של משחקי האימונים. אף שהמשחקים ביום זה לא משפיעים על ניקוד הקבוצות, כל סגל השופטים יושב מול המגרש על מנת לבחון סיטואציות שונות שעלולות להופיע במהלך המשחקים העתידיים ולעורר בעיות שיפוט.

הרובוט של קבוצת MisCar 1574 עבור אתגר 2014 "Aerial Assist" בפעולה

ביום התחרות הראשון מתחרות ביניהן כל הקבוצות, בכל משחק נמצאים על המגרש 6 רובוטים המתחלקים לשתי בריתות יריבות (3 רובוטים בכל ברית). הקבוצות שמשחקות בכל משחק, נבחרות באופן אקראי ובסופו של דבר, כל הקבוצות משחקות מספר זהה של משחקים. בסוף היום מתפרסם לוח תוצאות המסכם את מיקומן (על פי כמות הניצחונות) ההיררכי של כל הקבוצות לאותו יום.

ביום התחרות השני ממשיכות להתחרות ביניהן כל הקבוצות, באותו אופן של היום הקודם. כשכל הקבוצות שיחקו מספר זהה של משחקים גם ביום השני, מתחילים סיבובי הגמר. בסיבובי הגמר משתתפות 24 קבוצות, שמתחלקות לשמונה בריתות קבועות.

הרכבת הבריתות נעשית כך:

8 הקבוצות בעלות מספר הניצחונות הגבוה ביותר הינן ראשי הבריתות, כל אחת תבחר בתורה קבוצה אחרת שאיתה תרצה להקים ברית. הקבוצה לה הוצע להצטרף לאחת מ-8 הגדולות רשאית להחליט אם לקבל את ההצעה או לשלול אותה. אם הקבוצה שוללת את ההצעה, היא אינה ראשית להיבחר שוב. במקרה ואחת קבוצות המובילות בוחרת בקבוצה אחרת משמונה הקבוצות המובילות וזו מסכימה, הקבוצה הבאה בתור בעלת מספר הניצחונות הגבוה ביותר הופכת להיות במקום השמיני. סבב בחירה זה נמשך פעמיים, על מנת שכל ברית תכיל 3 קבוצות. הברית שהורכבה תהיה קבועה לאורך כל סיבובי הגמר ולא אקראית כפי שהיה לפני סיבובי הגמר. כל שאר הקבוצות שלא משתייכות לברית מסוימת, אינן משתתפות בסיבובי הגמר וכאן מסתיים חלקן בתחרות, אלא אם כן לאחת הקבוצות יש בעיה עם הרובוט, ובמקרה זה ראש הברית רשאי לבחור קבוצה מהנותרות שתחליף את זו שלא יכולה לשחק.
סיבובי הגמר מתחילים בשלב רבעי גמר ומסתיימים בשלב הגמר, בו מתחרות שתי בריתות. כל משחק בסיבובי הגמר יוכרע על ידי שני משחקים לפחות, כשאחת הבריתות תגבר בכמות הניצחונות על הברית שמולה. כל ברית שמפסידה באחד מסיבובי הגמר, מסיימת את חלקה בתחרות.

המוקדמות בישראל

בישראל יו"ר FIRST ישראל והמייסד שלה הוא אלוף אביהו בן נון, לשעבר מפקד חיל האוויר.

בכל שנה נערכים משחקי מוקדמות שמטרתם היא לשלוח את הקבוצות הטובות ביותר מהארץ לתחרות הבינלאומית בסנט לואיס. בתחרות של שנת 2015, שנערכה בהיכל נוקיה השתתפו 55 קבוצות ישראליות, ובתחרויות עבר השתתפו גם קבוצות מבוסניה, טורקיה ומארצות הברית.

עד לשנת 2017 ישראל שלחה 6 קבוצות לתחרות הבינלאומית: 3 הקבוצות שהרכיבו את הברית המנצחת וזכו בסיבוב הגמר של המשחק, הקבוצה שזכתה בפרס ה-Rookie All Star (קבוצה שמשתתפת פעם ראשונה בתחרות והראתה את הביצועים הטובים ביותר), הקבוצה שזכתה בפרס ה-Chairman's (פרס על תרומה מיוחדת לקהילה) והקבוצה שזכתה בפרס ה-Engineering Inspiration (שילוב בין בניית רובוט מצטיין והענקת הרשאה לטכנולוגיה ומדע לסביבה).

משנת 2017 ישראל נכנסה למודל תחרות שונה, מודל ה-Districts ובשנת 2017 היא תשלח את 16הקבוצות המובילות לתחרות הבינלאומית ביוסטון, ארצות הברית.

אתגר 2007 - Rack N' Roll (ראק אן' רול)

אתגר 2007 נקרא Rack N' Roll. במרכזה של זירת המשחק ישנו מתקן גדול בשם "The Rack" (סד) שגובהו כשלושה מטרים וקוטרו כשני מטרים. צורתו מתומנת, כאשר על כל צלע של התומן ממוקמות שלוש רגלי עכביש. רגלי העכביש הן בעצם סוג של עמדות תלייה לאבובים, אותם אמורים הרובוטים להציב על פני הרגליים. ישנן סה"כ 24 רגלי עכביש, המחולקות לשלוש דרגות גובה.

במשחק מתחרה הברית האדומה כנגד הכחולה, והוא מחולק לשלושה שלבים עיקריים. השלב הראשון הוא השלב האוטונומי ואורכו 15 שניות. בשלב זה הרובוטים פועלים על פי התוכנה שנמצאת בבקרים שלהם, ואינם נשלטים על ידי מערכות הבקרה של הנהגים. כל רובוט זכאי להתחיל את השלב הזה עם אבוב אחד בזרוע שלו או על גביו, והמטרה שלו היא לתלות אותו על ה-Rack בעזרת מערכת ההכוונה שלו, שיכולה להיות מורכבת ממצלמה רגישה לאור ירוק, חיישני מרחק, זווית, שיניים וכו'. אבוב שנתלה במהלך השלב האוטונומי אינו ניתן לאיפוס (ראה בהמשך).

השלב השני במשחק, אורכו דקה וארבעים וחמש שניות. במהלך שלב זה הרובוטים נשלטים על ידי הנהגים. בשלב זה הרובוטים מרימים אבובים מהריצפה, מעמדות הטענה מיוחדות, או מורידים אבובי איפוס שחורים מהמיתקן. אבוב איפוס גורם לכך שאבוב של הקבוצה היריבה שהיה על אותה רגל עכביש, לא ייחשב, מהרגע שמעליו נתלה אבוב האיפוס. אין לתלות על רגל העכביש יותר משני אבובים, והאבוב היחיד הניתן להסרה מהמיתקן הוא אבוב האיפוס.

בתום השלב השני מושמע צליל, שמתריע על כך שהשלב השלישי של המשחק החל, אורכו - 30 שניות. במהלך שלב זה הקבוצות ינסו להרים רובוטים של עצמם, בתוך אזור הבית שלהם, הנמצא קרוב לעמדת השליטה של הנהגים. הניקוד נקבע כך: כל רובוט מעל 15 ס"מ מזכה את הברית ב-15 נקודות, וכל רובוט מעל 30 ס"מ מזכה את הברית ב-30 נקודות. עבור האבובים על מתקן הניקוד נקבע לפי הרצפים, כך שהניקוד הוא 2 בחזקת אורך הרצף, וזה כולל כפילות רצפים לרצפים אנכיים ואופקיים בלבד.

המנצחת היא הברית לה יש יותר נקודות בתום המשחק, לאחר שהורידו את הניקוד הדרוש על עונשין שאירע.

התחרות בישראל נערכה במהלך חודש מרץ בהיכל הספורט יד אליהו והשתתפו בה 34 קבוצות מרחבי ישראל. המנצחים באותה שנה היו MisCar 1574 ממשגב, HaMosad 1657 מקיבוץ עין שמר ו-Emek Hefer 1950 מעמק חפר.

אתגר 2008 - FIRST Overdrive (FIRST אוברדרייב)

אתגר 2008 נקרא "FIRST Overdrive". זירת האתגר מורכבת מגשר (בגובה 2 ובאורך 4 מטר) מטר עליו מונחים 2 כדורים כחולים ו-2 כדורים אדומים. במרכז הגשר עוברת מחציה שמגיע כמעט עד לקצוות המגרש. על הרובטים של כל ברית להפיל את הכדורים שבצבעים שלהם (כל כדור הוא בקוטר של מטר ובמשקל של 3.5 קילו) ולהקיף כמה שיותר פעמים את המחיצה. בונוס ניתן לברית שמצליחה להרים את הכדור מעל הגשר.

התחרות בישראל נערכה במהלך חודש מרץ בהיכל הספורט יד אליהו והשתתפו בה 36 קבוצות מרחבי ישראל. המנצחים באותה שנה היו MisCar 1574 ממשגב, 1576 מתל אביב ו-Orbit 1690 מבנימינה.

אתגר 2009 - Lunacy (לונסי)

אתגר 2009 נקרא "Lunacy" ומטרתו היא לקלוע כדורים מיוחדים לסלים הנגררים על ידי הרובוטים של הקבוצה היריבה, ניתן לקלוע באמצעות הרובוט או בעזרת שחקן אנושי שעל הרובוט לספק לו כדורים. ישנם שלושה סוגי כדורים בעלי שווי ניקוד שונה ושילוב צבעים מסוים המשמש לזיהוי על ידי מצלמה או חיישן ברובוט.
התחרות התקיימה במגרש משחק מיוחד שנקרא "המכתש" (The Crater). רצפת המגרש עשויה מחומר מיוחד המדמה את התנאים השוררים על אדמת הירח. עקב התנאים המיוחדים הרובוטים עשויים להחליק ולהתקל אחד בשני לעתים קרובות ולכן על הקבוצות להתחשב בכך בעת תכנון ובניית הרובוט. הסיבה לקשר ההדוק בין המשחק לבין הירח היא ציון 40 שנה לנחיתה הראשונה של אפולו 11 על הירח.

התחרות בישראל נערכה במהלך חודש מרץ בהיכל הספורט יד אליהו והשתתפו בה 47 קבוצות מרחבי ישראל. המנצחים באותה שנה היו HaMosad 1657 מקיבוץ עין שמר, General Angels 2230 מהרצליה ו-Assist 2214 מימין אורד.

אתגר 2010 - Breakaway (ברייקאווי)

אתגר 2010 נקרא "Breakaway" והוא מעין משחק כדורגל. המגרש מחולק לשלושה חלקים בעזרת משוכות. יש במרכז המשוכה מעבר תחתי המאפשר מעבר בין חלקי המגרש. המטרה של המשחק היא לבעוט כדורים לתוך שערים הנמצאים בפינות המגרש. הכדורים מוחזרים לאחר מכן לחלק האמצעי של המגרש. כדורי המשחק הם כדורי רגל סטנדרטיים. בתחילת המשחק יש 15 שניות של פעולה אוטונומית של הרובוטים, בהם הם מנסים להבקיע כמה שיותר שערים. לאחר מכן מתחילות 2 ורבע דקות של משחק בהם הרובוטים מופעלים על ידי הקבוצות. בסופו של המשחק, הרובוטים צריכים להתלות על מעמדים שנמצאים מעל המעברים בין חלקי המגרש. על הבקעת שער מקבלים נקודה אחת, על רובוט תלוי על מעמד מקבלים 2 נקודות. בנוסף, אם רובוט שני מאותה הברית נתלה על הרובוט התלוי, הוא מזכה את הברית ב3 נקודות ללא קשר לרובוט התלוי על המעמד. כדור שיצא מהמגרש צריך להיות מוחזר למגרש כמה שיותר מהר.

התחרות בישראל נערכה במהלך חודש מרץ בהיכל הספורט יד אליהו והשתתפו בה 54 קבוצות מרחבי ישראל. התחרות באותה שנה אופיינה בבעיות תקשורת חמורות שהביאו להכרעה על הברית שתעלה למשחק הגמר בהטלת מטבע. המנצחים באותה שנה היו HaMosad 1657 מקיבוץ עין שמר, Thunderbolts 2630 מעמק חפר ו-KY Bots 2669 מקריית ים.

אתגר 2011 - LogoMotion (לוגומושן)

אתגר 2011 נקרא "LogoMotion" והמטרה במשחק היא להכניס אבוב

FIRST Lego League

תחרות ה-FLL מיועדת לילדים בגילאי 9-14. בתחרות משתתפות כ-20,000 קבוצות בכל העולם. במהלך העונה, כל קבוצה נדרשת לבנות ולתכנת רובוט באמצעות מערכות EV3, NXT או RCX מבית חברת לגו, ולכתוב פרויקט חקר. בתחרות עצמה, הקבוצות נשפטות לפי ארבעה קריטריונים: ביצועי הרובוט, עיצוב ותכנון הרובוט, פרויקט החקר וערכי ה-FLL. הקבוצות הזוכות בתחרויות האזוריות מעפילות לתחרות הארציות, והקבוצה הזוכה בתחרות הארצית נוסעת ל-FIRST Championship - הגמר העולמי של כל תחרויות FIRST. עונת הבנייה נמשכת כ-8 שבועות, מבעיטת הפתיחה ועד התחרויות האזוריות.

ביצועי הרובוט

בקטגוריית ביצועי הרובוט, על הקבוצות לבנות ולתכנת רובוט אשר יהיה מסוגל לבצע משימות שונות. ביום התחרות, על הרובוט לבצע את המשימות בזמן של 2:30 דקות. כאשר יינתן ניקוד לביצועי הרובוט בין 0 ל-857 נקודות (בעונת 2015), בהתאם למחוון ניקוד. המשימות משתנות משנה לשנה, וכל שנה בתחילת ספטמבר הן מפורסמות באתר FIRST העולמי. זירת הרובוט מורכבת ממפה - משטח עם קווים ושרטוטים עליו נוסע הרובוט, ודגמי משימה - דגמי לגו המונחים על המפה, ולפיהם ניתן הניקוד לביצועי הרובוט. בקצה המפה, מצוי ריבוע לבן בגודל 40X40 ס"מ הנקרא בסיס - מחוץ לבסיס אסור לקבוצות לגעת ברובוט בעת המקצה. הרובוט בנוי מערכת NXT או EV3 של לגו, והוא חייב להיות אוטונומי לחלוטין.

FIRST Lego League JR

תחרות המיועדת לילדים בגילאי 6-9. למעלה מ-16,000 ילדים, בלמעלה מ-1500 קבוצות משתתפים מדי שנה בתחרות. הילדים, בלווית מדריך מבוגר, בונים מודל מלגו הכולל רכיב נע: גלגל, גומייה, מנוף, וכו'. כמו כן הם יציגו בתחרות פוסטר המציג את חברי הקבוצה, ואת פתרונותיהם לנושא-בעיה עולמית מהסביבה היומיומית שלנו, המוגדר מדי שנה על ידי FIRST. לאחר עבודה במשך כמה שבועות מתקיימים 8 פסטיבלים, בהם הקבוצות מציגות לראשונה את עבודתם, ולאחר מכן מתקיימת התחרות הארצית בהיכל נוקיה, תל אביב יפו.

ראו גם

• RoboCup

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא FIRST בוויקישיתוף

• האתר של ארגון FIRST
• האתר של ארגון FIRST ישראל