火星漫游车工程师夏令营
太空探索不仅能促进技术的进步，更对青少年教育具有非凡意义：就像我们时常听过的励志故事那样——无数的科学家、工程师、企业家、教育家和科幻作家，他们在各自的领域获得了巨大成功，同时也都有一个共同点：在他们的青少年时期，都被阿波罗登月计划（Apollo Program）深深吸引，从而激起对自然和科学的浓厚兴趣。
航天工程师罗伯特·祖博林博士便是其中一位。祖博林博士发起成立的国际火星学会，是世界上具有深远影响力的非营利性太空倡导组织，致力于向公众与青少年宣传火星计划，将人类的目光引向更远更有价值的火星，进一步唤醒人类探索太空的好奇心与豪情壮志。
◇ 营地综述
“火星漫游车工程师”项目由浙大导师团队领衔执教，模拟人类登陆火星、执行任务的重要环节。火星漫游车安全降落火星后，对火星进行一系列的探测并将采集到的样本及数据完整准确发回基地，供基地研究分析以确定下一步行动。
在6天的营地活动中，导师将组织学生学习相关的太空、火星、编程、决策、控制、数据采集及处理分析知识，并通过小组编队的形式协作完成一系列真实场景任务，他们将接受Scratch火星探险游戏设计、NASA实验室棋盘决策、Rover漫游车实景探测等挑战任务，最后以团队项目展示的方式通过评审展现所有挑战成果。
◇ 营地时间【6天5晚】
◇ 营地地点
◇ 适合对象
有Scratch编程基础（会用scratch制作简单小游戏）
具备独立生活与自理能力
科学探究与工程创新的爱好者
◇ 报名方式
在线填写申请表，审核后签订报名协议
◇ 营地收获
2.用Scratch编程软件掌握Scratch火星主题游戏的设计思路和实现方式；
3.搭建具备摇臂-转向架结构的六轮火星车，使用常用的智能控制器和传感器完成环境探测任务；
4.得由国际火星学会官方盖章的学术挑战营地证书；
5.赢得工程师学术营获奖证书（依照实际表现，分为金奖、银奖、铜奖和优秀参与奖）。
◇ 课程背景
火星漫游车工程师（Mars Rover Engineer，MRE）旨在建立一个可移动式的火星探究实验室，以模拟研究火星环境。开发火星漫游车是其中重要的一环。火星漫游车，简称火星车，是指在登陆火星后用于火星探测的可移动探测器，是人类发射的在火星表面行驶并进行考察的一种车辆。美国国家航空航天局（NASA），作为目前最为权威的航空科学与太空科学研究机构，先后成功发送了第一代“旅居者号”、第二代双胞胎“勇气号”“机遇号”和第三代“好奇号”火星车至火星表面进行实地考察。它们都是典型的六轮摇臂-转向架式移动系统，主要任务是探测火星上是存在水和生命，并分析其物质成分，评估火星上的环境是否有益于生命存在，为以后的人类探索提供可行性。
2020火星漫游车任务（The MARS 2020 Rover Mission）是美国宇航局NASA“火星探索计划”中最新最重要的部分。旨在解决火星探索中的高优先级科学目标，不仅将寻找古代火星上宜居环境的迹象，而且会进一步探察过去微生物生活本身的迹象。火星2020探测器引入了一种特殊钻头，可以将收集到的岩石/土壤核心样本，“储存在”火星表面，并在可能的将来带回地球。该任务还提供了收集知识和展示技术的机会，以便应对未来人类远征火星的挑战。
◇ 课程内容
学生们会搭建一台具有摇臂-转向架机构的火星漫游车，去完成火星场景探测任务；之后，他们要利用NASA的构建决策棋盘，在有限的条件下，模拟尽可能多的科学任务，并通过Scratch图形化编程控制火星车设计游戏关卡。此外，学生们还将了解人类太空探索的历史以及当下前沿的资讯，探究航天器降落火星的方法。他们还有计会参访浙大顶级的机器人基地。在学习的过程中，激发他们对自然科学和太空科技的兴趣。
☆ 认识真实的太阳系和火星「太空天文」
通过模拟宇宙沙盘，学习有关行星大小和太阳系中距离的入门知识，揭示一般太阳系图片上所存在的错误。进一步创建给定比例的太阳系统模型，学生们在围绕太阳的实际位置对行星进行建模，结合来自地球的几何参数，给出太空中可见的其他行星的位置。了解火星的基本参数、地形地貌、星体环境，以及探测火星的意义、历史上重要的火星探索任务。
☆ 学习航天器着陆火星「航天模拟」
登陆火星绝非易事，首先要找到合适的登陆地点，不能将漫游车发送到无法开车以及探测的地方。找到合适的登陆点后，也要小心着陆，不能直接撞击火星表面。导师将动态演示NASA JPL实验室目前使用的EDL（Entry，Descent，Landing）技术，引导学生们思考可登陆火星的航天器有哪些组成部分以及它们可行的降落方式。
☆ 设计Scratch火星探索游戏「地理／逻辑」
使用图形化编程语言Scratch创建火星探索游戏。将“好奇号”精灵降落在指定的登陆点，驱动精灵去完成尽可能多的科学目标。除此之外，也要将火星上可能遇到的危害，如、深厚的沙土、尖锐的岩石以及高辐射的物体等具象出来，添加到游戏关卡中。
☆ 构建火星任务决策棋盘「决策／控制」
在火星上驾驶漫游车并不容易，尤其是因为操作员必须从地球上控制远在火星上的漫游车。学生分组扮演火星漫游车，科学家和工程师的角色，做出探索决定并实现科学目标。学习编写基本的命令序列，为后续机器人编程技奠定基础。
☆ 组装真实的火星漫游车「机电工程」
参考NASA火星车模型，利用常见的智能硬件Micro:bit/ Arduino/ LEGO等设计和组装一个具有摇臂-转向架悬挂机构（Roker-Bogie system）的六轮火星车，使其能够从起始位置围绕或跨越多个危险的障碍物前行。加深对漫游车比率/差速的理解，了解漫游车仅通过轮子转动就可以直行或转向。
最后引导学生去观察的火星环境，分析火星探测可能存在的真实问题，建立PBL项目式科学任务，为火星漫游者添加常用的传感器和执行器。在浙大校园搭建火星主题模拟场景，并通过编程完成探测任务！学生可以编写不同的程序去完成不同的科学任务，比如避开障碍物前行、巡线抵达目的地、识别火星表面土壤颜色、检测土壤样品中的温度变化等。
☆ 晚间课程头脑风暴
思考一下，为什么在太阳系中，除了地球母亲，我们最关心的行星是火星？为什么说火星上极有可能存在生命或曾经产生过文明？
现在的火星，大气层主要是二氧化碳，非常稀薄，而且没有可呼吸的氧气。地表冰冷，无法抵御太阳的辐射和沙尘暴的侵袭。在可预见的未来，人类抵达并移民火星后，如何解决生存问题？《火星救援》提供了哪些生存思路？
◇ 关于国际火星学会（The Mars Society，TMS）
祖柏林博士提出并积极推动的“火星直击”计划，引起了NASA的高度重视。火星学会全球会议每年都汇集杰出的科学家、决策者、企业家、记者和空间倡导者，讨论最新科学发现、技术进步和政治经济社会发展对人类探索和解决火星计划的意义。特斯拉汽车及PayPal三家公司的创始人，现任太空探索技术公司 SpaceXCEO 埃隆·马斯克 Elon Musk，曾任国际火星学会董事会成员。SpaceX作为一个火箭发射公司已成为NASA非常重要的合作伙伴。
◇ 关于火星学者计划（Mars Scholars Project ，MSP®）
MSP®已得到英国皇家天文学会Royal Astronomy Society官方背书，还得到了国际航天、天文学术机构和一流大学的全力支持。为培养未来创新团队领导者中所需要面临的挑战和具备的技能，MSP 通过对“登陆火星”最前沿科技话题的探索，引领教育变革，真正把人类文明的可持续发展与STEAM教育进行完美结合。
MSP®课程的真实场景由NASA下属的喷气推进实验室Jet Propulsion Laboratory提供。
√ MSP®口号：Inspired by Mars
√ MSP®使命：成就未来创新组织的领导者
√ MSP®愿景
在未来三年，培养超过2000名火星学会认证教师、帮助200所学校设立火星学者俱乐部、举办100场火星学者营地挑战赛。
√ MSP®价值观
通过火星探索主题：激发青少年的好奇心、勇气、激情
通过项目制学习：用真实场景来驱动知识探索和工程或科学实践
通过团队挑战任务：学会如何正确的去做决策、如何带领团队
◇ MSP专家团队举例
国际火星学会创始人和总裁，拥有华盛顿大学航空航天硕士学位和核工程博士学位，参与从小型洲际弹道导弹和导弹防御系统到无人火星气球任务、空间核动力应用以及空中加油火箭飞机的设计等项目。多次受到了《纽约时报》、《波士顿环球报》、《伦敦时报》、《华盛顿邮报》、《航空航天史密森学会》等媒体的关注和报道。
Lucinda Offer 露辛达·奥弗
火星学会国际CEO，皇家天文学会的教育和外联官员，曾参与NASA远程机器人测试、远程操作火星探测车以及四次跟随美国宇航局科学进行火星考察研究，目前在英国 牛津教授物理科学，致力于人类太空探索带来科学教育。
许教授
名校教授、博士生导师。主要研究方向包括机器人与智能无人系统、工业智能与优化控制等。
王老师
浙江大学机械电子工程系硕士，无人控制系统与脑机交互领域资深导师，青少年 STEM 与工程创客专业教练，拥有丰富的无人机、脑机交互、多功能机器人、C++/Python 编程、传感器设计、人工智能创新应用等方面的课程开发与教学经验。曾获中国机器人大赛一等奖、中国机器人技能大赛冠军等。
赵博士
浙江大学控制科学与工程学院博士，长期从事流程控制、故障诊断、系统建模和优化、人工智能等领域的研究工作，拥有丰富的智能传感器、智能硬件与物联网、多功能机器人、人工智能等方面的课程开发与教学经验。
邵博士
同济大学通信与信息系统专业博士，同济大学电子信息专业、意大利都灵理工大学电子学专业双学位。专注于基于通信的自动控制技术的研究。
陈博士
浙江大学农机工程专业博士，IEEE Member，计算机和机械电子信息相关技术的超级发烧友。软硬件方面的全面手，在设计电路，结构建模，撰码代码方面均有出色表现。
李博士
浙江大学机械电子工程专业博士，专注于AI数据分析与MEMS传感器应用的研究，拥有丰富的脑机交互与智能机器人课程教学经验。
◇ 日程安排
◇ 营地管理
★ 交通出行
营员自行安排合理的交通工具到达营地。
★ 行前准备
每期营地举行前30日内提供营地的预习资料，15日内，举行行前线上说明会。
★ 日常管理
每5人为一个营地小组，每2组安排一名专职助教。专职助教会随时掌握学员的学习、生活起居、 所在位置等所有情况，并保持与家长的及时沟通与联络。
★ 安全保障
营地将为每位营员购买保险。营员出现任何的身体不适，将有助教和营地领队老师第一时间向浙江大学校医院联系并及时送医。
★ 营地住宿
杭州紫金港大酒店位于申花路—浙大紫金港校区对面，与浙大仅一路之隔。酒店浸软在紫金港校区浓郁的文化氛围之中形成独特的品味。酒店边上就是一个集大湿地、农耕湿地、文化湿地于一体的国家湿地公园—西溪湿地公园。
