作者：Delaney MacDevitt
翻譯：彩原科技
原文：https://www.ptc.com/en/product-lifecycle-report/ptc-first-robotics-competition-augmented-reality

在 2019年，FIRSTR機器人競賽 (FIRSTR Robotics Competition (競賽連結)，簡稱：FRC) 吸引了 3,790 位來自世界各地高中生組隊參加實境(real-world)工程比賽。參與 FRC 競賽有助於提升 91% 學生對 STEM 工作的興趣及增加提升技能的熱忱。 PTC 學院 (PTC Academic) 持續多年提供 FRC 團隊免費 PTC 軟體與服務如：PTC Creo、Mathcad、Windchill 和 Vuforia。

每年 FRC 都給比賽隊伍新的挑戰-寫程式並製造出工業機器人。這一季，學生在無極限充電 (INFINITE RECHARGE)挑戰打造機器人，要保護First 城市，避開來自遙遠太空的小行星的撞擊。過去幾年，FRC 剛開始舉辦地方性活動， 參加隊伍在實際場地進行比賽 ，但因為需要設備的支援而造成無法負擔其費用，讓有些團隊處於劣勢。

因此，為了解決上述的問題， FRC 決定提供參賽隊伍一個虛擬的競賽場地，讓機器人可以進行比賽。虛擬場地由 PTC 學術教育科技專家 Brain Watchutka 和學術旋轉分析師 (Academic Rotational Analyst) McKenzie Bruelle 打造 ，提供學生運用 AR 工具-Vuforia場地。

兩位專家除了透過 PTC 跟 FIRSTR 機器人競賽有交集，Brain 和 McKenzie 也有個人參加競賽的經驗。 Brain 曾經擔任 FRC 參賽隊伍的教練，McKenzie 以學生身分參賽，也擔任過志工和工作人員。 這次 FRC 競賽 Brain 和 McKenzie 使用 AR 一起打造虛擬競技場。

透過這次 Brain 和 McKenzie 的 FRC AR 體驗與問答，一起學習他們怎麼設計:

Q1：為參賽隊伍打造 AR 體驗時，你們共同目標是什麼？
在 PTC 學院，我們以使用者經驗來設計 FIRST 資源。我們捫心自問：如何確認在體驗中，使用者知道怎麼做？

我們以 FRC AR 體驗設定3個目標：
1.實用性
2.易上手
3展現 PTC 與 Vuforia 在 AR 領先地位

AR 體驗提供參賽團能夠打造機器人，同時對這領域更多觀點以及如何做。為了打造出實用工具供參賽隊伍參考，我們從無極限充電比賽手冊 (INFINITE RECHARGE) 及幫助隊伍策略開發的測驗。這體驗包含多樣化觀點，分別探索不同遊戲元素。

Q2：如何使用 AR 幫助學生？
通常學生團隊透過 CAD 打造機器人，其中之一Vuforia，十分輕鬆輸入 CAD 模型為其優點。舉例來說，他們可以直接在電腦中的 CAD 觀看機器人，也能透過 AR 讓機器人運作在現實中。 除此之外，最大優點就是製造過程中能檢視不同零件是否相合。

Q3：需要用到什麼樣技術來打造 AR 體驗？
我們使用 Creo 製作 3D 模型，以 Vuforia Studio 來打造 AR 體驗，利用 Vuforia View app 進行 AR 體驗。此體驗擁有多樣性，能個別探索不同的遊戲元素。

Q4：花多久時間打造從無到有的 AR 體驗？
我們打造體驗分為3階段：我們先從10月中在無極限充電比賽 (INFINITE RECHARGE) 收到許多 CAD 檔案。我們創造展現 3D環境和多視角的體驗。當遊戲手冊的草稿出爐 (11月中)，我們在電玩中打造遊戲訊息和定位體驗。我們在11月底才完整地運作。在12月初我們調整並做測試版，在1月前就準備問世。

Q5：在設計和打造AR 體驗中，最有挑戰部分是什麼？
真實的資料模型其實很龐大 (約25英尺*24英尺) ，中間結構超過9英尺長。為了涵蓋所有遊戲資訊，需要幾百個 3D 和 2D 組合件。讓所有組件視覺化需要許多疊代設計 ( design iterations)。此外， 行動裝置版的 AR 讓人們在有大螢幕的裝置上瀏覽。 我們必須統整所有部分，確認所有裝置都相容，畫面乾淨。

Q6：再做出成果前，什麼是你最喜歡部分？
在有限的條件下快速建立一連串的挑戰，同時必須想出最好解決方案進行連續 AR 體驗，但這樣的專案需要創意發想，過程很令人興奮。

Q7：對 FRC 學生有什麼建議？

對學生而言，在外面建置是很好的機會去探索並學習新技術，嘗試不同設計或在不同領域挑戰。這也是很好招募並訓練新隊員的時機。另外，提醒所有團隊都應該使用 CAD ，因為這是評分的重點。此外，讓CAD整體設計、建置到測試過程變得更簡單。因為在 CAD 平台如 Creo 進行設計並應用材質、材料和測量，能夠縮短時間和精力。在有限時間內建置機器人，這些CAD功能有助於達成團隊的目標。

總結
Brian and McKenzie 所打造的 FRC AR 體驗，展現學生的數位化轉型科技技術 (AR 和 CAD) 和他們能力。在許多案例中，這是第一次使用體驗的學生看到 AR 應用在生活中。當有些學生沉浸在 AR 的不同社會環境，透過遊戲和 app濾鏡，應用在策略上的即時 AR 有助於 FRC 團隊、工作流程、建置過程及產品呈現。

FRC 體驗需要有下載 Vuforia View app 的手機裝置。免費的 app 可以在 Apple App store、Google Play 及 Microsoft Store。透過在 Vuforia View app 掃描 VuMark ，你可以體驗 AR。

 

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