ゼロロボティクス

Zero Roboticsは、国際宇宙ステーションに搭載されたロボットSPHERES（同期位置保持結合および再方向付け実験衛星）を学生が制御する国際的な高校生プログラミングコンテストです。^[1]毎年、学生のチームがSPHERESで展開できるゲームで実行できるコードの作成に取り組んでいます。このゲームには通常、オブジェクトとのドッキング、オブジェクトの移動、燃料使用量を監視しながら境界領域内のターゲットを破壊するなどの要素が含まれます。

コンテストの初期段階はオンライン（仮想SPHERESを使用）で行われ、米国、オーストラリア[ ^2]、ESA加盟国では無料のチーム登録が可能で、国際チームには制限付き登録が行われます。チームは伝統的に成人のメンターによって監視され、コードはMITのウェブサイトを通じて提出されます。^{[1]決勝進出者は}ISS上でライブチャンピオンシップで競います。宇宙飛行士がライブフィードを通じてチームと通信しながら、最終コンテストを進行します。^[3]

Zero Roboticsコンテストは、 NASAの宇宙飛行士グレゴリー・シャミトフがSPHERESで働いていたときに、プログラミングインターフェースが高校生に適していることに気づいたときに創設されました。^[4] FIRST Robotics からインスピレーションを得て、Zero Roboticsは学校と国家間の協力の要素を取り入れた科学、技術、工学、数学のスキルの構築に重点を置いたコンテストになりました。最初のコンテストは2009年に開催され、2010年に米国全土に拡大され、2013年には国際的に開催されました。^[4]現在、米国、ロシア、ESA加盟国^[5]、オーストラリアの学校が参加しています。^[6]

Zero Robotics の競技は 2 種類のトーナメントに分かれています。

• 高校生トーナメント: 14 歳から 18 歳の生徒が対象です。トーナメントは毎年 9 月から 12 月の間に開催されます。これは、米国、オーストラリア、ロシア、ESA 加盟国、および選ばれた国際チームが参加できる国際イベントです。
• 中学生サマープログラム。これは低学年の生徒を対象としています。5週間のプログラムで、生徒は簡略化されたグラフィカルインターフェイスを使用してプログラミングを学びます。このプログラムは、チームメンバーの地理的な存在感が強い場所に基づいて「決定」される場所で開催されます。^{[7] [8]}

さらに、オーストラリアやイタリアなど一部の国では、学年に合わせて予選大会を開催したり、国際大会に出場する学校を選抜したりすることを選んでいる。^[9]

参加者は、現在DARPA 、NASA、MITが関心を持っている問題を題材にした、技術的に難しいゲームで勝つために競い合います。課題に応じて、学生は、主要なリソース (燃料、エネルギー料金など) を節約しながら、特定の目的 (障害物の回避、仮想オブジェクトの収集、ターゲットの破壊など) を達成するように衛星をプログラムし、コードを書くための時間とスペースの制限内で課題を完了する必要があります。学生のソフトウェアは、衛星の速度、回転、移動方向など、さまざまな要素を制御でき、目的を達成し、対戦相手よりも最短時間で課題を満たすための完璧なアルゴリズムを見つけることができなければなりません。

難しさは、提出されたコードが競技期間中（および複数の試合にわたって）存続し、その実行を制御または変更できないという意味でプログラムが自律的であるという事実にあります。さらに、SPHERES のプログラム可能なメモリには制限があり、利用可能なコーディング手法が制限されます。

最適なアルゴリズムには、SPHERES の速度に影響を与える力の正確な制御が必要であるため、Zero Robotics の参加者は、基礎物理学に関する知識を学習および/または向上させることが推奨されます。ただし、学生たちは、「衛星座標の適用のみで作業することで、良い結果が得られる」と報告しています。

Zero Robotics チャレンジの参加者は、C / C++、MATLAB、または (中学校のコンテストでは) Scratchのいずれかでプログラミングを学びます。これらの言語には、衛星の動きの主なパラメータを強制するさまざまなAPIがあります。コンテストの公式 Web サイトでは、専用のIDEがオンラインで提供されており、学生はそこにコードを送信して保存できます。

2018 ECO-SPHERES ISS 決勝

1. アライアンス: いたずらなダークスパゲッティ

• LSA、IISのダークチーム「アボガドロ」 - Liceo Scientifico、イタリア
• スタイ・ノート、スタイヴェサント高校、ニューヨーク州、米国
• スパゲッティ コード、シーダーバーグ高校、ウィスコンシン州、米国

2. 同盟: 成功か失敗か

• Proof Robotics、Proof School、カリフォルニア州、米国
• かに星雲、リセオ・チェチョーニ、イタリア
• ロック・ローバーズ、カウンシル・ロック高校サウス、ペンシルバニア州、米国

2018 ECO-SPHERES バーチャルファイナル

同盟: NoSleepGang

• ヴァラク、コレギウル国立「オクタヴィアン・ゴガ」シビウ、ルーマニア
• SpaceXD、パラマッタ高校、オーストラリア
• 宇宙飛行士奨学生、シドニーボーイズハイスクール、オーストラリア

2017 ライフスフィア ISS 決勝

2016 スペーススフィア ISS 決勝

2015 SpySpheres ISS 決勝

2014 コロナスフィア ISS 決勝

同盟: LakeElevenVADARS

• チーム レイク、クリア レイク高校、テキサス州、米国
• Corà's イレブン リセオ GBブロッキ、イタリア
• VADARS サウスチャールストン高校、ウェストバージニア州、米国

2013 コスモスフィア ISS 決勝

同盟: y0b0tics! グルイーグル

• y0b0tics!、ニュージャージー州
• ザ グロウ クル、テキサス州
• コズミックイーグルス、マサチューセッツ州

2012 RetroSPHERES ISS 決勝

同盟: ミラ・ロマ

• ミラ ロマ マタドールズ、カリフォルニア州
• y0b0tics!、ニュージャージー州
• グリーンレンチス、ワシントン州

2011 AsteroSPHERES ISS 決勝

同盟: ロケット

• リバーヒル高校、メリーランド州
• ストーミングロボッツ、ニュージャージー州
• ロックレッジ高校、フロリダ州

2013 コスモスフィア ISS 決勝

アライアンス: コーヒー

• サンデープログラマー、イタリア
• ネメシス・コレヒオ・レタマル、スペイン
• Hello World アメリカ、フランス

2012 RetroSPHERES ISS 決勝

アライアンスビール

• ケーテ・イン・スペース、ドイツ
• サンデープログラマー、イタリア
• ヘルダー・ベルリン、ドイツ