12月21日-12月25日，为期5天的 # MSP Mars Engineer Challenge 火星工程师挑战赛圣诞营地 在 Acambridge Academy 科桥学院 举办。

本次圣诞营地，是针对国际课程的高中生定制的火星工程师挑战赛集训营。通过竞赛环节，营地安排五天集训，设置模拟训练，分为火星漫步者实验室 与 工程思维两个方向，设置卓越单项奖 和 团队综合奖。竞赛环节对学生的软硬件操作、创新思维、学术推理、决策思维、团队协作能力都有极高的要求。

Mars Engineer Challenge 火星工程师挑战赛，是火星学会青年学者计划的重要组成部分，旨在鼓励更多青少年参与人类前沿科学和工程探索事业，培养未来创新组织的领导者。



| Day 1 开营破冰  初识火星车

营地一开始，营员们就按要求分为两人一组，以小组为单位参与营地的每一个竞赛单元和环节。

开营破冰的动手环节是搭建小车爬坡竞赛。营员们了解小车爬坡的物理条件和机械原理后，DIY一辆机械小车，使其能够爬上大于40度的斜坡，这样就可获得这个环节的满分。

营员们想象力十分丰富，搭出来的小车形状、结构各异。在他们不断地尝试和调整之后，一次次突破极限，成功让小车越过了50度的斜坡。

下午在一阵紧锣密鼓的太空和天文知识竞答后，营员们开始了第一天最重要的环节——火星车（MRL）搭建。

他们一个个都颇有工程师的样子，看着工程图纸和安装流程说明，每一组营员都顺利地完成了车子的主体搭建。



| Day 2 深入智能硬件和编程世界

上午，导师通过将机器人的结构与人类身体部位对应（比如人的感觉系统对应机器上的传感器），同时引导学生以思维导图的方式画出他们自己的理解，动手实践加深同学对知识的理解与记忆。

MRL使用Micro:bit 进行编程，以下是Python编程页面。

学生第一步先学习Micro:bit主板如何测试温度和亮度，第二步进入程序的顺序结构、循环结构、选择/条件结构的学习，第三步是尝试利用这三种结构设计从9-0的倒计时后小船开始划动的程序。

下午课程难度进阶到函数概念，这个对于刚接触编程的高中生来说略有难度，导师采用渐进式引入的方式，为每一组营员进行一对一、分步骤的指导。

当营员逐步熟练以后，导师要求大家开始遥控板和编程相结合的应用，在图形化编程界面设计程序，利用遥控板的按键在面板上显示图案，这也为第三天能够利用遥控板操控小车做好了基础。



| Day 3 麦轮精准行驶  人工智能识别

火星车MRL使用麦克纳姆轮，它的最大优势是可以全方位移动。

麦轮中心有一圈45度倾斜角度的行星轮，可以把前进速度分解成纵向和横向两个方向，再依靠各自机轮的方向和速度，最终合成在任何方向上产生一个合力矢量，保证车子实现各种方向的自由移动。

学习完麦轮的设计原理和运动原理之后，营员们开始自己编程序，完成三个难度逐级上升的任务。

第一，实现火星车的前进、后退、平行向左和平行向右；第二，提升难度完成以车头或车尾为圆心进行转圈运动；第三，自主设计让火星车走出“S”行走线路。

除了了解火星车车体的结构之外，车体内装载的各种传感器应用也是学习的重点。

从超声波对障碍物的识别，到光传感器接受数据并驱使车子行动，营员们都轻松闯关。

从给车子安装AI摄像头后，再到学习人脸识别和颜色识别，最后实现车子在识别指定物体后抓取并转移物体，营员们同样顺利完成挑战。


| Day 4 设计火星任务

“火星任务设计师”是火星工程师挑战赛中学生赛道的竞赛单元之一，核心理念来源于NASA JPL开发的Mars Bound卡牌游戏，要求参赛者围绕问题提出研究假设和论证方案，选手需在预算、负载、电量、科学目标的限制条件下，给出合理的硬件配置方案。

对卡牌游戏，营员们都十分投入，带着体验游戏的心情，学习到项目管理和预算管控的知识。

| Day 5 极地探测  完美结营

最后一天，营员们进行的是模拟竞赛单元的训练以及终极挑战——极地探测任务。

上午，营员们完成从组装、操控、编程、科学实验、自主探究等一系列的挑战任务；下午则开始本次营地的终极挑战：极地探测任务，让火星车自主完成自由行驶，安全越障，识别目标，检测土壤并显示数据的任务。

5天的营地，营员们在学中玩，在玩中学，所有的挑战都通过自己的学习努力、与同伴的团结协作圆满完成。

至此，火星工程师挑战赛圣诞营地完美落下帷幕，但相信大家的学习和探索之路永远不会停止，这5天的营地经历也会成为所有人美好的回忆。

MSP 通过问题与任务导向来激发学生的好奇心与使命感，通过课程、主题活动、嘉年华、火星科技节等方式培养学生的创造力，非常适合在K-G12阶段的全日制学校开展，为合作学校建立学生科创俱乐部，MSP开放预定2021年高中生定制竞赛集训营。

同时，2021火星漫步者工程师挑战营 G3-7年级冬季营地火热报名中。