" A la conquête du système solaire" - Compétitions de robotique de Planète Sciences Sarthe - Planète Sciences

 
" A la conquête du système solaire" - Compétitions de robotique de Planète Sciences Sarthe - Planète Sciences
Compétitions de robotique
                    de Planète Sciences Sarthe

                      Challenge des collèges 2020

            « A la conquête du système solaire»

 Vous devez construire un robot capable de réaliser des actions sur une
  aire de jeu ayant pour thème le système solaire : les robots doivent
   explorer ses différents astres afin d'y effectuer diverses missions.

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" A la conquête du système solaire" - Compétitions de robotique de Planète Sciences Sarthe - Planète Sciences
Sommaire

1. Le principe ……………………………………………………............................. 3

2. Détail de l’aire de jeu et des actions ........................................................... 3

2.1 L’aire de jeu
2.2 Les zones de départ
2.3 Terre : décollage des fusées
         a. Description des éléments de jeu
         b. Action et contraintes
2.4 Exploration lunaire
         a. Description des éléments de jeu
         b. Action et contraintes
2.5 Exploration martienne
         a. Description des éléments de jeu
         b. Action et contraintes
2.6 Exploration jovienne
          a. Description des éléments de jeu
          b. Action et contraintes
2.7 Exploration des astéroïdes
          a. Description des éléments de jeu
          b. Action et contraintes
2.8 Exploration hors du système solaire : à la recherche d'exoplanètes
          a. Description des éléments de jeu
          b. Action et contraintes

3. Les robots .................................................................................................... 9

4. Déroulement des matchs ........................................................................... 10

4.1 Mise en place
4.2 Le match
4.3 Feuille de match des arbitres

5. Panneau de présentation ........................................................................ 12

6. Le comptage des points et classements .................................................. 12

7. Adhésion et coupon de participation ....................................................... 13

8. Annexes ….................................................................................................... 14

8.1 Plan de la table
8.2 Plan des éléments de jeu
8.3 Couleurs et RAL de l'aire de jeu

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" A la conquête du système solaire" - Compétitions de robotique de Planète Sciences Sarthe - Planète Sciences
1. Le principe
Les robots doivent effectuer différentes missions d'exploration.
Le but est que votre robot réalise le plus d'actions possibles au choix (privilégier les actions les
plus simples et compléter éventuellement par les actions plus complexes) :

- Terre : décollage des fusées
       Les robots doivent faire décoller leur fusée.
- Exploration lunaire
       Les robots doivent récupérer des roches et des minerais lunaires.
- Exploration martienne
       Les robots doivent collaborer afin de réparer les panneaux solaires de la sonde spatiale
       Insight.
- Exploration jovienne
       Les robots doivent envoyer une sonde en direction de la planète Jupiter. Pour cela, ils
       vont devoir suivre un trajet bien précis …
- Exploration des astéroïdes
       Les robots doivent lancer une sonde sur l'astéroïde.
- Exploration hors du système solaire : à la recherche d'exoplanètes
       Les robots doivent orienter le levier de leur télescope.

Chaque action est indépendante. Aucun ordre n’entre en ligne de compte.

2. Détails de l'aire de jeu et des actions
2.1. L’aire de jeu
L'aire de jeu est un plan rectangulaire (3m x 2m), posé horizontalement. La bordure en bois
autour du plateau mesure 50 mm de hauteur du côté intérieur et 22 mm de largeur. Cette bordure
est à l'extérieur de la table et n'entre donc pas dans les dimensions sus citées (voir annexe).

NB : le positionnement des éléments de jeu sur l'image n'est pas contractuel, se référer à
l'annexe
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2.2. Les zones de départ

Elles se situent contre les côtés de la table et sont représentées par une zone peinte aux
couleurs de l'équipe. Elles mesurent 50 x 30 cm. Elles sont positionnées au milieu de la largeur
de la table, contre le bord.
Avant le départ du match, le robot ne doit pas dépasser de la zone de départ.

2.3. Terre : décollage des fusées
Toutes les missions spatiales commencent généralement sur Terre par le décollage d'une fusée.
Les robots vont devoir faire décoller leur fusée en poussant un palet.

      a. Description des éléments de jeu

2 fusées sont disposées sur l'aire de jeu en position horizontale au début du match, 1 fusée
verte et 1 fusée rouge réservées à chaque équipe.
Les fusées sont des tubes de PVC pivotants (entre positions horizontale et verticale).
Les contrepoids en bois (palets) sont peints aux couleurs des équipes, posés sur l'aire de jeu
juste en face des fusées. Ces palets, reliés par une chaîne aux fusées, entraînent dans leur
chute le relevage des fusées. Ils mesurent 9cm de diamètre et 2,5cm de hauteur (voir schémas
en annexe).

       b. Actions et contraintes

Les robots doivent pousser le palet de leur couleur dans la fente prévue afin qu'il relève leur
fusée grâce à un système de contrepoids.
La fusée relevée rapporte 20 points à l'équipe.
C'est le passage du palet par la fente aménagée qui sera comptabilisé en cas de
dysfonctionnement du système.
En cas d'échec lors d'une tentative, le palet éventuellement déplacé sera remis à son
emplacement initial pour les prochains essais.

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2.4. Exploration lunaire

Suite à la récente découverte de glace au niveau des pôles, la NASA a relancé les missions
lunaires. Les robots vont devoir récupérer des roches lunaires et des minerais de titane.

a. Description des éléments de jeu

La lune est représentée par un cercle gris de 30cm de rayon. Une bordure de 5cm de hauteur
délimite la lune en 2 parties, réservées pour chaque équipe.
Dans chaque demi cercle se trouvent disposés aléatoirement 10 minerais de titane et 5 roches
lunaires.
Les minerais de titane sont symbolisés par des boules blanches de polystyrène de 6cm de
diamètre.
Les roches lunaires sont symbolisées par des boules noires de polystyrène de 4cm de diamètre.

       Minerai de titane

       Roche lunaire

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b. Actions et contraintes

Les robots doivent ramener les minerais et les roches lunaires dans leur zone de départ.
Dès que les minerais et les roches sont en contact avec la zone, ils sont considérés comme
validés même s'ils en ressortent.
Chaque minerai ayant touché la zone de départ rapporte 2 points à l'équipe.
Chaque roche lunaire ayant touché la zone de départ rapporte 1 point à l'équipe.

Comme toutes les autres missions, l'exploration lunaire peut être tentée plusieurs fois par les
équipes.
Les minerais et roches déplacés qui n'auraient pas été en contact avec la zone de départ sont
alors remis par les arbitres dans le demi cercle lunaire.
Tous les minerais et roches lunaires présents dans un demi cercle sont réservés à l'équipe
correspondante, il est interdit de récupérer les minerais et roches lunaires de votre adversaire
sauf s'ils sont en dehors de la zone lunaire.

2.5. Exploration martienne

Après le rover Curiosity envoyé en 2012, les missions martiennes se sont poursuivies avec
notamment l'envoi de la sonde spatiale Insight en 2018.
Mais les panneaux solaires d'Insight semblent endommagés ! Les robots vont devoir collaborer
afin de les réparer....

a. Description des éléments de jeu
Les cellules photovoltaïques sont des éléments fournis par l'organisation (1 par équipe).

Elles sont de forme circulaire, d'un diamètre de 6cm, d'une épaisseur de 7mm, très légères
(13g environ) et avec du velcro côté velours collé à l'arrière (4x4cm).
L'image de la sonde Insight sera représentée sur un support en bois rectangulaire de dimensions
40cm x 20cm posé à la verticale à l'aplomb de la bordure de table.
A l'emplacement de ses panneaux solaires sera collé du velcro côté crochet (10cm x 2cm) de
chaque côté d'Insight.
En prenant en compte la hauteur de la bordure de table, les bandes de velcro côté crochet seront
situées entre 14 et 16cm de hauteur.

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Cette photo sera collée sur le panneau à la verticale

b. Action et contraintes

Les cellules photovoltaïques sont enbarquées à bord du robot au début du match.
Si elles tombent durant le match, elles pourront être raccrochées sur le robot en zone de départ.

Accrocher sa cellule à Insight rapporte 20 points à l'équipe.
Action de coopération :
Si les 2 cellules sont accrochées par les 2 robots, ils auront coopéré afin de réparer Insight et
recevront chacun 20 points supplémentaires (donc 40 pour chaque équipe).

2.6. Exploration jovienne

En 2011, la NASA envoie la sonde spatiale JUNO vers Jupiter. Cinq ans plus tard, elle se
satellise autour de la géante gazeuse et commence à nous livrer de précieuses informations.
Les robots vont devoir suivre une ligne en direction de Jupiter.

a. Description des éléments de jeu

Chaque équipe dispose d'une ligne noire à suivre.
La ligne noire fait 2cm de largeur. Elle commence à l'extrémité de la zone de départ de l'équipe et
se termine en bordure de table, en face de Jupiter.

b. Action et contraintes

Les robots doivent suivre la ligne en partant de leur zone de départ et arriver jusqu'à la fin de la
ligne, en butée de table.
Suivre sa ligne d'une extrémité à l'autre rapporte 30 points à l'équipe.
Si le robot n'est plus au dessus de la ligne noire (projection verticale), il devra recommencer le
trajet depuis le début.

2.7. Exploration des astéroïdes

Fin 2018, la France participe à la mission MASCOT afin de poser un atterrisseur sur le petit
astéroïde Ryugu. Ces astéroïdes, très anciens, pourraient en effet nous éclairer sur l'origine et
l'évolution de notre système solaire.
Les robots vont devoir lancer une sonde sur l'astéroïde.
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a. Description des éléments de jeu

Les sondes sont symbolisées par des balles de tennis de table (balles de taille standard, au choix
fournies par l'organisation ou ramenées par les équipes).
Chaque équipe dispose d'une seule balle de tennis de table.
L'astéroïde sera situé à 40cm de hauteur, représenté par un support en forme d'entonnoir,
maintenu par un tube transparent (diamètre de l'entonnoir : 15cm).

b. Action et contraintes

Les robots doivent projeter la balle de tennis de table afin qu'elle atterrisse et reste sur
l'astéroïde. Ils peuvent faire décoller la balle de tennis de table à n'importe quel endroit de l'aire
de jeu. Il faut que la balle reste dans l'entonnoir pour avoir la totalité des points.

Points attribués :
    lanceur construit mais sonde ne décolle pas = 10 points
    sonde décolle mais n'atterrit pas sur l'astéroïde = 25 + 10 = 35 points
    sonde décolle et atterrit sur l'astéroïde = 50 + 10 = 60 points

La mission peut être tentée plusieurs fois, notamment si la sonde n'atterrit pas dans l'entonnoir.

2.8. Exploration hors du système solaire : à la recherche d'exoplanètes

La recherche de nouvelles planètes hors de notre système solaire peut se faire au sol, aux
moyens de télescopes ou de spectrographes. Elle se fait en France depuis 1993, actuellement
avec le spectrographe SOPHIE installé à l'observatoire de Haute Provence.
Les robots vont devoir orienter le levier de leur télescope.

a. Description des éléments de jeu

4 éléments de jeu sont présents comme le montre
l'image ci-contre :
    –   le téléscope
    –   le levier
    –   les différentes zones de points
    –   les 2 butées (noires, perpendiculaires à la
bordure de table)
Les côtes et dimensions précises sont détaillées
en annexe.

b. Action et contraintes

Les robots doivent orienter le levier en le poussant vers les différentes zones.
C'est la pointe du levier qui indique dans quelle zone il se trouve.
Echelle des points :
- levier dans la zone grise : 0 point
- levier dans la zone bleu turquoise : 5 points
- levier dans la zone bleue : 10 points
- levier dans la zone bleu marine : 20 points

La mission peut être tentée plusieurs fois, la pointe du levier sera alors remise juste avant la zone
grise (photo ci-dessus). Les points ne sont pas cumulables, la meilleure zone obtenue sera
retenue.
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3. Les robots

Les équipes doivent construire un robot programmable autonome (non piloté par un élève).
Un robot ne doit pas bloquer le robot adverse. En cas d’action volontaire de ce type signalée par
l’arbitre, l’équipe pourra être pénalisée.
Un robot ne doit pas occasionner volontairement de dégât au robot adverse, ou à l’aire de jeu.
Toute action visant à nuire au bon déroulement du jeu sera sanctionnée par une pénalité
proportionnelle au préjudice causé à l'équipe adverse et déterminé par l'arbitre superviseur.

Des éléments constitutifs du robot peuvent être ajoutés ou enlevés lorsqu'il se trouve dans la
zone de départ à condition qu'ils aient tous été validés par les arbitres.

Taille limite du robot : Le périmètre hors tout du robot ne peut dépasser 140 cm et le robot doit
être strictement contenu dans la zone de départ (50 x 30 cm). Le mobile ne pourra être alimenté
que par des piles ou des batteries rechargeables pour un maximum de 13,5 volts. De plus, le
robot ne doit pas dépasser une hauteur de 35 cm (robot déployé ou non).

La source d’énergie doit être embarquée dans le robot. Le câble reliant éventuellement
l’ordinateur et le robot ne doit être qu’un câble de commande et non d’alimentation.

Le jour du match, vous devrez vous munir de votre propre matériel.

Le robot ne devra laisser sur la piste aucune pièce ni aucune matière.

Etiquette : Sur le robot devra figurer une étiquette indiquant la classe, le nom du collège et la
ville d’appartenance du robot. De plus, le jour du challenge, votre robot se verra attribuer une
étiquette supplémentaire avec un numéro de robot qui devra être collée dessus (rectangulaire de
dimensions 63mm x 34mm)

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4. Déroulement des matchs

4.1. Mise en place

L’installation sur scène :

-       3 enfants au maximum par mobile seront acceptés sur la scène.
-       Aucun enseignant ne sera autorisé à accompagner son ou ses équipes sur la piste.
-       Les mobiles seront placés sur la case de départ, orientation libre.
-       Le temps d’installation sur la piste sera limité à 3 minutes maximum.

Au départ d’une rencontre, les éléments de l'aire de jeu et l'aire de jeu elle-même sont installés
selon les indications données sur les schémas en annexe.
Lorsque les 2 robots sont en place, l'arbitre demande aux participants si l'installation des
éléments de jeu est conforme au règlement et s'ils sont prêts. Aucune contestation ne peut être
faite sur la disposition des éléments de jeu après le début du match.

4.2. Le match

Le match dure 3 minutes.
Les 6 actions correspondent à 6 missions différentes.
Au signal de l'arbitre, chaque robot est mis en marche puis évolue sous le contrôle du pilote.
Il n’est pas permis de toucher aux robots, aux éléments et à l'aire de jeu durant la mission. En
cas de nécessité, l'arbitre peut cependant autoriser une action. Toute intervention manuelle sur
un robot, un élément ou l'aire de jeu, sans autorisation explicite de l’arbitre, provoque l'élimination
de l'équipe pour ce match (forfait).

Une mission peut être tentée plusieurs fois en cas d’échec. Dans ce cas, les éléments déplacés
seront automatiquement replacés par les arbitres à leurs positions initiales. L’équipe repositionne
manuellement son robot sur la zone de départ et retente l’action.

Dès qu'une mission est terminée (quelle soit réussie ou pas), l'équipe peut repositionner
manuellement son robot dans la zone de départ afin soit de retenter cette mission ou d'en faire
une autre.
Il est éventuellement possible d’enchaîner plusieurs missions successivement dans le même
programme.
Aucun élément sorti accidentellement de l'aire de jeu ne pourra y être remis avant la fin du temps
imparti.
À la fin de la rencontre, les pilotes arrêtent les robots. Les arbitres donnent ensuite le résultat du
match.
Avant de quitter l’aire de jeu, les deux équipes doivent valider le résultat du match avec leur
passeport. Ce dernier est alors incontestable.

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4.3. Feuille de match des arbitres

                Manche n°                                         Robot n°
Collège :                                         Ville :

Noms des arbitres :………………………………et…………………………………

Comptage des points :

Fusée relevée                                           1 × 20 points =

Minerais (blancs) dans la zone de départ                … × 2 points =
Roches lunaires (noires) dans la zone de départ         … × 1 point =

Cellule solaire accrochée                               1 × 20 points =

Coopération effectuée                                   1 × 20 points =

Suivre la ligne vers Jupiter                            1 × 30 points =

Lanceur construit mais sonde ne décolle pas             1 × 10 points =

Sonde décolle mais n'atteint pas l'astéroïde            1 × 35 points =

Sonde décolle et atteint l'astéroïde                    1 × 60 points =

Levier du télescope déplacé (20, 10, 5 ou 0 point(s))    1 × … points =

Pénalités, antijeu, etc…                                    × ... points =

 j’ai bien noté le résultat de l’équipe validé sur son “passeport ”.

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5. Panneau de présentation

    Chaque classe participante devra préparer un panneau de présentation de son robot et/ou
    du travail effectué durant l’année sur ce projet. Ce panneau devra être au minimum au
    format A1.

    Si une classe présente plusieurs robots, elle sera autorisée à fournir un seul panneau pour
    l’ensemble de la classe et des robots mais peut néanmoins présenter si elle le souhaite un
    panneau par robot.

    Ce panneau devra être ramené sur place le jour des compétitions. Il servira de support à
    l'équipe pour présenter son robot aux membres du jury.
    Ce panneau sera présenté au jury le jour de la compétition et évalué sur 80 points.

    La présentation du panneau sera en accord avec la thématique du système solaire.

6. Comptage des points et classements

Deux classements distincts départageront les différentes équipes :

1) Le classement « performance »

Chaque équipe effectuera 3 matchs et le total des points des trois matchs sera pris en compte.
Les 4 meilleures équipes seront récompensées.

2) Le classement « pédagogique »

Ce classement intègre l'évaluation de 4 jurys qui apprécieront le travail effectué par les élèves.
Les 3 meilleures équipes seront récompensées.

Jury 1 : Panneau de présentation sur 80 points

Jury 2 : Respect du cahier des charges : sur 30 points (10 points par critère : dimensions,
alimentation, étiquette).

Jury 3 : Innovation technique sur 20 points

Jury 4 : Esthétique et design du robot en rapport avec le thème sur 30 points

Dotation
      Toutes les équipes recevront un diplôme de participation à la manifestation.
      Pour toute question, précision ou incertitude à propos du règlement, veuillez nous
contacter à l’adresse suivante : olivier.lamerant@planete-sciences.org

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7. Adhésion et coupon de participation

Adhésion :
Pour participer à ce challenge, nous demandons aux collèges d'adhérer à l'association
Planète Sciences. Cette adhésion est fixée à 50€ par établissement quelque soit le
nombre de classes et d'équipes participantes. Elle doit être obligatoirement versée avec
l'envoi du coupon de participation et non le jour de la compétition.
Une participation financière supplémentaire de 150€ sera demandée aux collèges
sarthois (hors La Flèche) pour la prise en charge de leur déplacement le jour des
compétitions.

        Les challenges de robotique 2020 des collèges se dérouleront à la Flèche (72)
                                   le jeudi 14 Mai 2020.

Pour tout renseignement et acte de candidature, s'adresser à :
                              Olivier LAMERANT
                            Planète Sciences Sarthe
                              20 Place Saint Julien
                            72400 La Ferté Bernard
                              Tel: 02 43 93 87 58
                         Mail: sarthe@planete-sciences.org
                    olivier.lamerant@planete-sciences.org
....................................................................................

Coupon à Retourner avant le : 20 Décembre 2019
Challenge des collèges 2020 : A la conquête du système solaire

Collège :                                                Classe :
Première participation :  oui  non
Enseignant responsable :
Nombre de robots :       1      2  3     autre : _______________________
(10 maximum)
Nombre d’élèves :
Nombre d'accompagnateurs :________________________________________________
Adresse :

Tel :                             Email :(valide et consulté)       ______________

Email de l'agent comptable :

Date :                            Signature du directeur :

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8. Annexes

8.1. Plan de table
Sera communiqué ultérieurement

NB : L'organisateur se réserve une marge de 5% d'erreur par rapport aux dimensions prévues.

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8.2. Plans des éléments de jeu

   1) Fusée

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2) Télescope

8.3. Couleurs et RAL de l’aire de jeu

Bordure de l'aire de jeu                                RAL 9005 mat
Fond blanc                                              RAL 9016 mat
Equipe rouge (zone de départ)                           RAL 3020 mat
Equipe verte (zone de départ)                           RAL 6001 mat
Zone lunaire grise                                      RAL 7032 mat

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