قوانین مسابقات لیگ خانه هوشمند

۱. هدف لیگ

لیگ خانه هوشمند (Smart Home League) یک بستر آموزشی و رقابتی زیر چتر مسابقات جهانی FIRA است. هدف آن، پیش از هر چیز، آموزش و ایجاد انگیزه است: دانش‌آموز به‌جای حفظ‌کردن مفاهیم، یک مسئله‌ی واقعی را حل می‌کند — چطور یک ربات جاروبرقی می‌تواند تنها با داده‌ی سنسورها یک خانه‌ی ناشناخته را بگردد و تمیز کند؟

به همین دلیل قوانین لیگ طوری نوشته شده‌اند که هزینه و مانع ورود را حداقل کنند: تمام مسابقه در یک شبیه‌ساز رایگان انجام می‌شود، هیچ سخت‌افزاری لازم نیست و همه‌ی نمونه‌کدها و نقشه‌ها به‌صورت عمومی منتشر شده‌اند. اگر هنوز با کلیت مسابقه آشنا نیستید، ابتدا راهنمای «لیگ ربات جاروبرقی چیست» را بخوانید و بعد به این صفحه برگردید.

۲. رده‌های سنی و شرایط شرکت

لیگ سه بخش سنی دارد. هر تیم فقط در یک رده ثبت‌نام می‌کند و شرایط سنی باید برای همه‌ی اعضای تیم برقرار باشد:

رده‌ی First Step عمداً حداقل سن ندارد؛ هدف این است که کودکی که تازه با مفهوم حلقه و شرط آشنا شده هم بتواند بدون ترس وارد شود. رده‌ی U19 سخت‌ترین رده است و امکانات بیشتری (موقعیت‌یابی دقیق و مدیریت انرژی) در اختیار تیم می‌گذارد و در عوض انتظار الگوریتم پیچیده‌تری دارد.

اگر مربی یا معلمی هستید که می‌خواهید چند تیم را با هم ثبت‌نام کنید، بخش عملی کار — چیدمان کلاس، ترتیب درس‌ها و تقسیم دانش‌آموزان بین رده‌ها — در صفحه‌ی مدارس و مربیان توضیح داده شده است.

۳. زبان برنامه‌نویسی

زبان رسمی لیگ پایتون است. دلیلش ساده است: خوانایی بالا، منابع آموزشی فراوان به فارسی و انگلیسی، و اینکه دانش‌آموز می‌تواند در همان جلسه‌ی اول یک ربات را به حرکت درآورد. کد پایه‌ی همه‌ی رده‌ها با پایتون نوشته شده است.

• چیزی برای نصب نیست: برنامه پایتون خودش را همراه دارد، پس همه‌ی تیم‌ها دقیقاً همان نسخه‌ای را اجرا می‌کنند که داوران اجرا می‌کنند.
• در رده‌ی U19 استفاده از زبان‌های پیشرفته‌تر نیز امکان‌پذیر است؛ پیش از استفاده حتماً با کمیته‌ی فنی هماهنگ کنید تا کد شما روی سیستم داوری قابل اجرا باشد.

اگر تا حالا کد ربات ننوشته‌اید، راهنمای قدم‌به‌قدم برنامه‌نویسی ربات با پایتون شما را از یک فایل خالی تا رباتی می‌رساند که حرکت می‌کند، موانع را می‌بیند و تمیز می‌کند.

۴. پلتفرم و نرم‌افزار مسابقه

کل مسابقه داخل برنامه‌ی رسمی لیگ برگزار می‌شود. تیم‌ها باید دقیقاً همین نسخه را نصب کنند تا رفتار فیزیک، سنسورها و زمان‌بندی با سیستم داوری یکسان باشد.

۴-۲. داخل برنامه چه چیزی هست؟

۵. ربات و سنسورهای آن

ربات آماده است و برای همه یکسان — هیچ تیمی سخت‌افزار نمی‌سازد. برتری از دستگاه به دست نمی‌آید، فقط از کیفیت الگوریتم. آنچه بین رده‌ها فرق می‌کند این است که ربات اجازه‌ی کدام حس‌ها را دارد. هر متغیری که سنسورش بسته نشده باشد، -1 خوانده می‌شود.

ساخت ربات در این فصل در هیچ رده‌ای فعال نیست: ربات هر رده آماده است و تنها انتخاب تیم، رنگ تیم است. قطب‌نما از U14 و سنسور موقعیت از U19 در دسترس است.

چون First Step و U14 سنسور موقعیت ندارند، ربات باید جای خودش را از ترکیب سنسورهای فاصله، قطب‌نما و رنگ کف حدس بزند — و همین محدودیت است که مسئله را جالب می‌کند.

۶. ساختار بازی و زمین مسابقه

• دو ربات، رودررو: هر مسابقه تیم ۱ در برابر تیم ۲ در یک خانه است. رنگ ربات را خودِ تیم انتخاب می‌کند (قرمز و آبی فقط پیش‌فرض‌اند) و سکه‌ی داخل بازی تعیین می‌کند چه کسی از پایین-چپ و چه کسی از بالا-راست شروع کند.
• هر راند یک نقشه، یک ساعت زودتر: همه‌ی بازی‌های یک راند روی یک نقشه انجام می‌شود. تیم‌ها آن نقشه را حدود یک ساعت پیش از بازی می‌گیرند و ۴۵ دقیقه تا یک ساعت و نیم در قرنطینه برایش کد می‌زنند؛ عدد دقیق هر راند اعلام می‌شود.
• خانه: ۲۲×۲۲ کاشیِ ۶۲٫۵ سانتی‌متری — هال، آشپزخانه، سه اتاق‌خواب و سرویس. هر سه رده روی همین خانه بازی می‌کنند؛ فرقشان سنسورها و قانون‌های روشن است. فرش‌ها و زیر مبلمان هرگز امتیاز ندارند. یک اتاق در دارد که خودش باز می‌شود؛ U14 و U19 گربه و سگ را به‌عنوان مانع متحرک دارند؛ U19 لکه‌های آب دارد که باتری می‌برند.
• ۱۸۰ ثانیه: هر سه رده همین سه دقیقه را بازی می‌کنند و وقت اضافه‌ای در کار نیست. زمان سوپرتیم روز مسابقه اعلام می‌شود.

نتیجه‌ی طراحی این است که حفظ‌کردن یک مسیر ثابت جواب نمی‌دهد. الگوریتم برنده الگوریتمی است که روی هر نقشه‌ای، حتی نقشه‌ای که تیم هرگز ندیده، خوب کار کند. برای تست شدن در برابر نقشه‌های متنوع می‌توانید با مپ‌ساز سه‌بعدی خانه‌های تمرینی دلخواه خودتان را بسازید.

۷. سیستم باتری و شارژ بی‌سیم (ویژه‌ی U19)

در رده‌ی U19 ربات با باتری کار می‌کند و انرژی‌اش در طول مسابقه کم می‌شود. پد شارژ بی‌سیم جای ثابتی در خانه دارد و مختصاتش در شروع مسابقه به هر دو ربات داده می‌شود (dockx و docky) — هیچ چیز پنهان نیست. عددهایی که شبیه‌ساز واقعاً با آن‌ها کار می‌کند این‌هاست:

ساعتِ «گیر کردن» داور در حال شارژ متوقف است — ولی به‌محض رسیدن باتری به ۱۰۰٪ دوباره راه می‌افتد؛ پس چادر زدن روی پد راهبرد نیست: شارژ کن و برو. انتظار کنار پدی که ربات دیگری روی آن است، «صف» است و گیر کردن حساب نمی‌شود.

تخلیه‌ی زباله در این فصل خاموش است. ایستگاه تخلیه در خانه‌های مسابقه گذاشته نمی‌شود، مخزن هرگز پر نمی‌شود و dumpx / dumpy برابر -1 خوانده می‌شوند. این بند برای فصلی که دوباره روشن شود در آیین‌نامه می‌ماند.

پس تیم‌های U19 علاوه بر تمیزکاری یک مسئله‌ی دوم هم دارند: مدیریت انرژی. کِی تمیزکاری را رها کنیم و برویم شارژ؟ آیا این دور زدن به‌صرفه است یا چند کاشی دیگر؟ تخمین سرانگشتی سفرِ برگشت distto(dockx, docky) / 25 درصد شارژ است — به‌علاوه‌ی یک حاشیه‌ی چاق، چون مسیر واقعی هرگز خط مستقیم نیست. همین تصمیم‌ها تفاوت تیم‌های خوب و عالی را می‌سازد.

۸. امتیازدهی — معیار پاکیزگی

مسابقه با کاشی شمرده می‌شود. هر کاشی کفی که ربات تمیز کند رنگ او را می‌گیرد و یک امتیاز دارد؛ هر که با تمام شدن ۱۸۰ ثانیه کاشی بیشتری دارد، مسابقه را برده است.

برای دیدن اینکه این امتیازها در عمل چطور ثبت می‌شوند، به صفحه‌ی نتایج مسابقات و صفحه‌ی جوایز و رتبه‌های نهایی سر بزنید.

۸-۱. صاحب کاشی کیست؟ «آخرین تمیزکاری برنده است»

هر کاشی کفی که ربات از رویش رد شود رنگ آن ربات را می‌گیرد و یک امتیاز دارد، و آخرین تمیزکاری برنده است: روی کاشی‌ای که حریف تمیز کرده تمیزکاری کنی، مال تو می‌شود. این قانون در هر سه رده روشن است. فرش‌ها و کفِ زیر مبلمان اصلاً شمرده نمی‌شوند و تابلوی امتیاز درصد تمیزی خانه را هم نشان می‌دهد.

۸-۲. گیر کردن و جابه‌جایی

فقط یک چیز کاشی‌های تمیزشده را از تیم پس می‌گیرد: جابه‌جایی. این قانون در هر سه رده یکی است و فرقی نمی‌کند سیستمِ داور آن را فعال کرده باشد یا خود داور دکمه را زده باشد.

جریمه در فرست‌استپ، U14 و U19 ۲ کاشیِ ثابت است و در سوپرتیم بار اول ۵، بار دوم ۱۰ و از بار سوم ۱۲ کاشی و از کفِ رنگ‌شده‌ی خود تیم برداشته می‌شود — دو کاشی دوباره سفید می‌شود. زیر ۱۰ کاشی هیچ جریمه‌ای نیست، تا یک گیرکردنِ زودهنگام تیم تازه‌کار را ته جدول نگه ندارد. سقفی برای جابه‌جایی نیست و چیزی هم برای درخواست نیست: ناظر خودش کار می‌کند. تصادفی و دور بودنِ نقطه‌ی فرود عمدی است: جابه‌جایی نباید هرگز مثل یک آسانسور مجانی به جای بهتر باشد.

دو استثنا ناظرِ گیرکردن را منصف نگه می‌دارد: رباتِ در حال شارژ گیرکرده نیست (ساعت تا پر شدن باتری متوقف است) و باتری خالی هم گیر کردن نیست — رباتی که نمی‌تواند حرکت کند جابه‌جا و جریمه نمی‌شود.

۸-۳. تساوی، تساوی است

وقت اضافه نداریم. ساعت که تمام شد نتیجه همان است؛ امتیاز برابر تساوی ثبت می‌شود و در جدول به هر تیم یک امتیاز می‌دهد. بازی حذفیِ مساوی هم ثانیه نمی‌گیرد — همان دو تیم روی همان نقشه دوباره بازی می‌کنند تا یکی ببرد. این‌طور برنامه‌ی روز مسابقه قابل پیش‌بینی می‌ماند: هیچ بازی‌ای از ۱۸۰ ثانیه طولانی‌تر نمی‌شود.

۸-۴. چند تیم، کدام فرمت

رده‌ها رودررو بازی می‌کنند و فرمت را تعداد تیم‌ها تعیین می‌کند. هر بازی حدود ۸ تا ۱۰ دقیقه از میدان می‌گیرد، یعنی هر میدان در روز حدود ۴۰ بازی؛ لیگ کامل n×(n−۱)÷۲ بازی می‌خواهد و مرز همین‌جاست.

سوییس در چند خط: راند ۱ قرعه‌ی تصادفی است؛ از راند ۲ جدول قرعه می‌کشد — تیم‌های هم‌امتیاز با هم بازی می‌کنند، تا جایی که ریاضی اجازه بدهد هیچ‌کس دو بار با یک حریف روبه‌رو نمی‌شود، و در تعداد فرد، «بای» (برد بدون کاشی) به پایین‌ترین تیمی می‌رسد که هنوز نگرفته. امتیاز: برد ۳، تساوی ۱، باخت ۰. تای‌برک به ترتیب: امتیاز، تفاضل کاشی، کاشی زده، بوخهولتز (فقط سوییس)، قرعه‌ی داور. جدول زنده در صفحه‌ی رقابت است.

۸-۵. چالش فنی و مصاحبه‌ی فنی

غیر از مسابقه‌ها، تیم‌ها یک چالش فنی (مأموریت‌هایی مثل دیوارگردی، ناوبری اتاق‌به‌اتاق و دوری از مانع متحرک) و یک مصاحبه‌ی فنی دارند که در آن هر عضو باید همه‌ی بخش‌های کد را توضیح بدهد، از جمله هر کتابخانه یا ابزار کمکی‌ای که تیم استفاده کرده. نحوه‌ی حساب شدن این دو هر سال یک‌جور نیست: بعضی سال‌ها جایزه‌ی جداگانه دارند و بعضی سال‌ها مستقیم در امتیاز کل می‌نشینند. کدام‌یک و با چه وزنی، پیش از هر رویداد اعلام می‌شود.

۹. بازی جوانمردانه

لیگ خانه هوشمند پیش از آنکه یک مسابقه باشد، یک کلاس درس است. به همین دلیل رفتار حرفه‌ای و جوانمردانه بخشی از قوانین است، نه یک توصیه‌ی اخلاقی جانبی:

• تقلب ممنوع است — در هیچ شکلی؛ نه در کد، نه در سن اعضای تیم، نه در روند داوری.
• سوءاستفاده از حفره‌های قوانین ممنوع است — اگر روشی از نظر فنی جواب می‌دهد ولی آشکارا خلاف روح مسابقه است (مثلاً دور زدن سازوکار شبیه‌سازی به‌جای حل مسئله‌ی تمیزکاری)، تخلف محسوب می‌شود.
• دستکاری فایل‌های دنیا، ناظر (supervisor) یا سازوکار امتیازدهی ممنوع است.
• احترام به تیم‌های دیگر، داوران و کمیته‌ی فنی الزامی است.

جریمه‌ها: برخورد با تخلف بسته به شدت آن تعیین می‌شود و می‌تواند از تذکر و کسر امتیاز تا حذف کامل تیم از مسابقات پیش برود. اگر درباره‌ی مجاز بودن روشی شک دارید، پیش از مسابقه از کمیته‌ی فنی بپرسید — پرسیدن هیچ هزینه‌ای ندارد.

۱۰. آیین‌نامه‌ی اخلاقی و اصالت کد

کدی که هر تیم ارسال می‌کند باید اثر خودِ اعضای تیم باشد. سرقت ادبی و کپی‌برداری از کد تیم‌های دیگر یا کد آماده‌ی اینترنت ممنوع است و با آن مطابق بند ۹ برخورد می‌شود.

• استفاده از کنترلرهای نمونه‌ی داخل پروژه به‌عنوان نقطه‌ی شروع کاملاً مجاز است — همین برای یادگیری ساخته شده‌اند.
• استفاده از مستندات و آموزش‌ها برای یادگیری مفاهیم مجاز است؛ کپی مستقیم راه‌حل یک تیم دیگر مجاز نیست.
• اعضای تیم باید بتوانند کد خود را توضیح بدهند. اگر کمیته‌ی فنی درباره‌ی بخشی از کد بپرسد، انتظار می‌رود تیم منطق آن را شرح دهد.
• تیم‌ها مسئول پشتیبان‌گیری از کد خود و آماده داشتن نسخه‌ی نهایی پیش از شروع مسابقه هستند.

۱۱. اختیارات برگزارکنندگان

در هر مسابقه‌ای موقعیت‌های پیش‌بینی‌نشده پیش می‌آید: قطعی برق، خطای نرم‌افزاری، ابهام در یک بند قانون یا شرایط خاص یک تیم. در چنین مواردی، تصمیم برگزارکنندگان و کمیته‌ی فنی نهایی و لازم‌الاجراست.

برگزارکنندگان همچنین می‌توانند در صورت لزوم جزئیات فنی (مانند زمان مسابقه یا جزئیات نقشه‌ها) را پیش از شروع دوره به‌روزرسانی کنند. هر تغییری از طریق کانال‌های رسمی لیگ اعلام می‌شود، پس پیش از مسابقه حتماً کانال تلگرام را دنبال کنید.

۱۲. چک‌لیست روز مسابقه

پیش از شروع، این مسیر را یک بار کامل روی کامپیوتر خودتان تمرین کنید تا روز مسابقه غافلگیر نشوید:

1. نرم‌افزار برنامه‌ی لیگ نصب و باز است.
2. رده‌ی خود را انتخاب کنید.
3. کد تیم را در حالت مسابقه بارگذاری کنید و مطمئن شوید خط وضعیتِ کد همان فایلی را نشان می‌دهد که می‌خواستید.
4. یک بار شروع را بزنید و یک مسابقه‌ی کامل را بدون خطای کد ببینید.
5. یک نسخه‌ی پشتیبان از کد نهایی روی حافظه‌ی جانبی یا فضای ابری داشته باشید.

راهنمای تصویری و گام‌به‌گام نصب در بخش شروع سریع صفحه‌ی اصلی و توضیح مفصل‌تر مسابقه در راهنمای لیگ ربات جاروبرقی آمده است.

۱۳. اسناد رسمی

نسخه‌ی کامل و مرجع قوانین در دو سند زیر منتشر شده است. این صفحه برای خوانایی و جست‌وجوپذیری نوشته شده، اما در صورت هر گونه تفاوت، اسناد رسمی ارجح‌اند:

۱۴. ارتباط با کمیته‌ی فنی

هر سؤالی درباره‌ی قوانین، ابهام در یک بند، یا مشکل فنی در اجرای شبیه‌ساز دارید، از این مسیرها بپرسید:

سؤالات پرتکرار درباره‌ی قوانین

قدم بعدی

حالا که قوانین را می‌دانید، بهترین کار این است که همین امروز ربات نمونه را روی کامپیوتر خودتان اجرا کنید و شروع کنید به تغییر دادن کد. اگر هنوز چیزی نصب نکرده‌اید، می‌توانید بدون نصب و همین مسابقه در مرورگر هم باز می‌شود و می‌توانید بدون هیچ نصبی تمرین کنید.

دانلود ابزارها و شروع جوایز و رتبه‌های نهایی لیگ ربات جاروبرقی چیست؟ Rules in English