" 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 primaires 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.

Planète Sciences Sarthe / Challenge des primaires 2020             1
" 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 des astéroïdes
          a. Description des éléments de jeu
          b. Action et contraintes
2.7 Exploration hors du système solaire : à la recherche d'exoplanètes
          a. Description des éléments de jeu
          b. Action et contraintes
2.8 Pollution spatiale
          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 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.
- Pollution spatiale
       Les robots doivent récupérer des satellites en fin de vie.

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, ne pas tenir compte des lignes noires.

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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.

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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 adversaires
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 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.

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.
Les équipes sont donc autorisées à récupérer leur balle, revenir à la zone de départ,
repositionner la balle sur leur lanceur et retenter l'action.

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2.7. 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

2.8. Pollution spatiale

Il n'y a pas que les océans qui sont pollués par l'activité
humaine. Morceaux de fusées, satellites en fin de vie,
outils perdus par des astronautes... Les orbites de la
planète commencent elles aussi à être quelque peu
encombrées par les débris spatiaux, résidus des
quelques 5000 lancements effectués depuis le début de
l'ère spatiale en 1957.

Les robots vont oeuvrer pour le nettoyage de la planète
en récupérant des anciens satellites en fin de vie.

a. Description des éléments de jeu

3 satellites seront positionnés sur l'orbite de la Terre (voir l'image de l'aire de jeu). Ils seront
représentés par des cubes en polystyrène (6cm d'arête) avec des panneaux solaires latéraux.

b. Action et contraintes

Les robots doivent récupérer les satellites et les ramener dans leur zone de départ.
Chaque satellite ramené dans sa zone de départ rapporte 10 points à l'équipe.
Les 3 satellites sont accessibles et peuvent être récupérés par les 2 équipes.

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3. Les robots
3.1. Informations générales.

Les équipes doivent construire le robot filoguidé et son système de pilotage (ou de commande).
Ces deux parties sont reliées par un câble qui permet d'alimenter le robot en électricité et de le
piloter.
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 dégâts au robot adverse, ou à l’aire de jeu.
Toute action visant à nuire au bon déroulement du jeu sera sanctionnée.

   Le mobile ne pourra être alimenté que par des batteries 6 volts ou par des piles
(13,5 Volts au maximum).

 Tailles limites 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). De plus, le robot ne doit
pas dépasser une hauteur de 35 cm (robot déployé ou non).

 Sur le robot devra figurer une étiquette indiquant le nom de l’école et la ville
d’appartenance du robot et la classe. L'étiquette est obligatoire et doit être visible. Le jour du
challenge, votre robot se verra attribuer une étiquette avec un numéro de robot qui devra être
collée dessus (rectangulaire de dimensions 63mm x 34mm).

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

3.2. Système de commande du robot
Chaque équipe doit disposer d'un pupitre de commande, actionné par un seul pilote.
Le système de commande est un boîtier permettant de contrôler les dispositifs électriques du
robot. Il est relié au robot uniquement par le câble électrique. Tout autre système de
communication du robot avec l’extérieur pendant les matchs est interdit.

3.3. Le câble

Le câble électrique reliant le robot à son système de commande doit être conçu et réalisé par
chaque équipe, selon ses besoins.
Le câble doit avoir une longueur minimale de 4,5 mètres pour des raisons de mobilité du robot
sur l’aire de jeu. Il est maintenu en l'air par le copilote à l'aide d'une perche munie de
mousquetons fournie par les organisateurs.
Pendant le match, le copilote ne doit pas intervenir dans le pilotage ni dans les réglages du robot
(tension d'alimentation par exemple).
Le câble ne doit pas être utilisé pour guider le robot, ou le relever en cas de renversement sous
peine de sanction.

NB : les tailles limites du robot, alimentation, longueur de câble et étiquette seront des
critères du cahier des charges vérifiés par les membres du jury.

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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.
Au signal de l'arbitre, chaque robot est mis en marche puis évolue sous le contrôle du pilote.
En aucun cas il n’est permis de toucher aux robots, aux éléments et à l'aire de jeu durant le
match. 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).
Aucun élément sorti accidentellement de l'aire de jeu ne pourra y être remis avant la fin du temps
imparti (exception accordée pour la sonde / balle de tennis de table) . 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.

Rappel :

Les pénalités ont pour objectif de compenser un préjudice après un éventuel incident pendant le
déroulement du jeu. Une situation à pénalité est considérée comme le non respect des règles du
jeu, ce type de situation doit rester exceptionnel !!!
En cas de répétition, par une équipe, d'actions portant à pénalité ou non admises, les arbitres se
gardent le droit de déclarer l'équipe forfait.
Toute action volontaire destinée à bousculer le robot adverse sera donc naturellement
sanctionnée : les robots ne sont pas des sumos !
Une pénalité correspond à une perte de 20 points sur le résultat du match.

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4.3. Feuille de match des arbitres

                Manche n°                                         Robot n°
Ecole :                                           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 =

Satellites ramenés dans la zone de départ               … × 10 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))       × … points =

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

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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 4 matchs et le total des points des 4 matchs sera pris en compte. Les
3 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 20 points (5 points par critère : dimensions,
alimentation, longueur de câble, 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

Adhésion et coupon de participation
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Adhésion :
Pour participer à ce défi, nous demandons aux écoles d'adhérer à l'association Planète
Sciences. Cette adhésion est fixée à 50€ pour l'école quelque soit le nombre d'équipes
ou de classes participantes. Elle doit être versée obligatoirement avec l'envoi du
coupon de participation et non le jour des compétitions. Ceci validera votre inscription.
Cette adhésion permet aussi de participer à la compétition « Défi des écoles primaires
2020 : les machines infernales : le système solaire ».

Les challenges de robotique 2020 des primaires se dérouleront à la Flèche (72)
le vendredi 15 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: olivier.lamerant@planete-sciences.org
Pour des conseils et une aide technique et pédagogique, vous
pouvez contacter le conseiller pédagogique Sciences :
                                marc.tavera@ac-nantes.fr
....................................................................................

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

Ecole :                                                  Classe :
Première participation :  oui  non
Enseignant responsable :
Nombre de robots :      1     2     3 _________________________________
Nombre d’élèves :
Nombre d'accompagnateurs :________________________________________________
Adresse :

Tel :                          Email :(valide et consulté)           ________________

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

Planète Sciences Sarthe / Challenge des primaires 2020              16
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