Zero Roboticsเป็นการ แข่งขัน การเขียนโปรแกรม ระดับมัธยมปลายระดับนานาชาติ ที่นักเรียนควบคุมหุ่นยนต์SPHERES (Synchronised Position Hold Engage and Reorient Experimental Satellites) บนสถานีอวกาศนานาชาติ [ ^{1 ] ใน}แต่ละปี ทีมของนักเรียนจะทำงานเพื่อสร้างโค้ดที่สามารถทำงานในเกมที่สามารถนำไปใช้งานบน SPHERES ได้ เกมนี้โดยทั่วไปจะมีองค์ประกอบต่างๆ เช่น การเชื่อมต่อกับวัตถุ การเคลื่อนย้ายวัตถุ และการทำลายเป้าหมายภายในพื้นที่ที่กำหนดในขณะที่ตรวจสอบการใช้เชื้อเพลิง

รอบแรกของการแข่งขันเกิดขึ้นทางออนไลน์ (ด้วย SPHERES เสมือนจริง) โดยมีการลงทะเบียนทีมฟรีในสหรัฐอเมริกาออสเตรเลีย[ ^{2 ] และ}สำหรับ ประเทศสมาชิก ESAและมีการลงทะเบียนแบบจำกัดสำหรับทีมต่างประเทศ ทีมต่างๆ จะได้รับการดูแลโดยผู้ให้คำปรึกษาที่เป็นผู้ใหญ่ และส่งโค้ดผ่านเว็บไซต์ของ MIT ^{[ 1 ]}ผู้เข้ารอบสุดท้ายจะแข่งขันกันในรอบชิงชนะเลิศแบบสดๆ บนสถานีอวกาศนานาชาตินักบินอวกาศจะเป็นผู้ดำเนินการแข่งขันรอบสุดท้ายพร้อมกับสื่อสารกับทีมต่างๆ ผ่านการถ่ายทอดสด^{[ 3 ]}

การแข่งขัน Zero Robotics ถูกสร้างขึ้นโดยนักบินอวกาศNASA Gregory Chamitoffขณะที่เขากำลังทำงานกับ SPHERES และตระหนักว่าอินเทอร์เฟซการเขียนโค้ดจะเหมาะสมสำหรับนักเรียนมัธยมปลาย^{[ 4 ​​]} โดยได้รับแรงบันดาลใจจากFIRST Roboticsทำให้ Zero Robotics กลายเป็นการแข่งขันที่เน้นการสร้าง ทักษะ ด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรม และคณิตศาสตร์โดยมีองค์ประกอบของความร่วมมือระหว่างโรงเรียนและประเทศต่างๆ การแข่งขันครั้งแรกจัดขึ้นในปี 2009 ขยายไปทั่วสหรัฐอเมริกาในปี 2010 และในระดับนานาชาติในปี 2013 ^{[ 4 ]}ปัจจุบันมีโรงเรียนจากสหรัฐอเมริการัสเซียประเทศสมาชิก ESA ^{[ 5 ]}และออสเตรเลีย เข้าร่วม ^{[ 6 ]}

การแข่งขัน Zero Robotics แบ่งออกเป็นสองประเภทการแข่งขัน

• การแข่งขันระดับมัธยมปลาย: สำหรับนักเรียนอายุระหว่าง 14 ถึง 18 ปี การแข่งขันจัดขึ้นระหว่างเดือนกันยายนถึงธันวาคมของทุกปี นี่เป็นการแข่งขันระดับนานาชาติที่เปิดรับทีมจากสหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย รัสเซีย ประเทศสมาชิก ESA และทีมต่างประเทศที่ได้รับคัดเลือก
• โครงการภาคฤดูร้อนสำหรับนักเรียนมัธยมต้น โครงการนี้จัดขึ้นสำหรับนักเรียนที่อายุน้อยกว่า เป็นโครงการระยะเวลาห้าสัปดาห์ที่นักเรียนจะได้เรียนรู้การเขียนโปรแกรมผ่านอินเทอร์เฟซกราฟิก ที่เรียบง่าย โครงการจะจัดขึ้นในสถานที่ "ที่จะกำหนด" โดยพิจารณาจากพื้นที่ที่มีสมาชิกทีมอาศัยอยู่หนาแน่น^{[ 7 ] [ 8 ]}

นอกจากนี้ บางประเทศ โดยเฉพาะออสเตรเลียและอิตาลีเลือกที่จะจัดการแข่งขันรอบคัดเลือกเพื่อให้เข้ากับปีการศึกษาและ/หรือคัดกรองโรงเรียนที่จะเข้าร่วมการแข่งขันระดับนานาชาติ^{[ 9 ]}

ผู้เข้าร่วมแข่งขันร่วมกันเพื่อเอาชนะเกมที่ท้าทายทางเทคนิค ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากปัญหาที่DARPA , NASA และ MIT กำลังให้ความสนใจอยู่ในขณะนี้ ขึ้นอยู่กับโจทย์ นักเรียนจะต้องเขียนโปรแกรมดาวเทียมของตนให้บรรลุเป้าหมายที่กำหนด (เช่น หลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง เก็บวัตถุเสมือน ทำลายเป้าหมาย ฯลฯ) ในขณะที่รักษาทรัพยากรหลัก (เชื้อเพลิง พลังงาน ฯลฯ) และทำภารกิจให้สำเร็จภายในเวลาและพื้นที่ที่กำหนดสำหรับการเขียนโค้ดซอฟต์แวร์ ของนักเรียน จะต้องสามารถควบคุมปัจจัยต่างๆ เช่น ความเร็วของดาวเทียม การหมุน ทิศทางการเดินทาง และอื่นๆ อีกมากมาย เพื่อค้นหาอัลกอริทึมที่เหมาะสมที่สุดในการบรรลุเป้าหมายและเอาชนะความท้าทายในเวลาที่สั้นที่สุดกว่าคู่แข่ง

ความยากอยู่ที่ว่าโปรแกรมเหล่านั้นทำงานอย่างอิสระในแง่ที่ว่าโค้ดที่ส่งเข้ามาจะคงอยู่ตลอดระยะเวลาการแข่งขัน (และต่อเนื่องไปหลายแมตช์) และคุณไม่สามารถควบคุมหรือแก้ไขการทำงานของมันได้ นอกจากนี้ยังมีข้อจำกัดเกี่ยวกับหน่วยความจำที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ของ SPHERE ซึ่งจำกัดแนวทางการเขียนโค้ดที่มีอยู่

ผู้เข้าร่วมโครงการ Zero Robotics ได้รับการสนับสนุนให้เรียนรู้และ/หรือพัฒนาความรู้เกี่ยวกับฟิสิกส์ พื้นฐาน เนื่องจากอัลกอริทึม ที่เหมาะสมที่สุด นั้นต้องการการควบคุมที่แม่นยำเหนือแรงที่มีผลต่อความเร็วของทรงกลม อย่างไรก็ตาม นักเรียนรายงานว่า "สามารถได้ผลลัพธ์ที่ดีได้โดยการใช้พิกัดดาวเทียมเพียงอย่างเดียว"

ผู้เข้าร่วมการแข่งขัน Zero Robotics จะได้เรียนรู้การเขียนโปรแกรมในภาษาC / C++หรือMATLABหรือ (ในการแข่งขันระดับมัธยมต้น) Scratchโดยแต่ละภาษาจะมีAPI ที่แตกต่างกัน เพื่อควบคุมพารามิเตอร์หลักของการเคลื่อนที่ของดาวเทียม นอกจากนี้ ยังมี IDE เฉพาะทาง ให้บริการออนไลน์บนเว็บไซต์อย่างเป็นทางการของการแข่งขัน ซึ่งนักเรียนสามารถส่งและบันทึกโค้ดของตนได้

การแข่งขัน ECO-SPHERES ISS รอบชิงชนะเลิศ ปี 2018

1. พันธมิตร: สปาเก็ตตี้ดาร์กสุดซน

• ทีมมืดแห่ง LSA, IIS "Avogadro" - Liceo Scientifico, อิตาลี
• สตูย-นอท, โรงเรียนมัธยมสตูยเวแซนต์, นิวยอร์ก, สหรัฐอเมริกา
• รหัสสปาเก็ตตี้, โรงเรียนมัธยมซีดาร์เบิร์ก, วิสคอนซิน, สหรัฐอเมริกา

2. พันธมิตร: ได้ผลบ้างไม่ได้ผลบ้าง

• บริษัท โพรฟ โรโบติกส์, โรงเรียนโพรฟ , แคลิฟอร์เนีย, สหรัฐอเมริกา
• เนบิวลาปู, ลิเซโอ เซซิโอนี, อิตาลี
• ทีมร็อค โรเวอร์ส จากโรงเรียนมัธยมเคาน์ซิลร็อค เซาท์ รัฐเพนซิลเวเนีย สหรัฐอเมริกา

รอบชิงชนะเลิศเสมือนจริง ECO-SPHERES ปี 2018

พันธมิตร: NoSleepGang

• วาลัค, ทีมชาติโคลจิอุล ”ออคตาเวียน โกกา” ซีบิว, โรมาเนีย
• SpaceXD, โรงเรียนมัธยมพาร์ราแมตตา, ออสเตรเลีย
• นักเรียนทุนอวกาศ โรงเรียนมัธยมชายซิดนีย์ ประเทศออสเตรเลีย

การแข่งขัน LifeSphere ISS รอบชิงชนะเลิศ ปี 2017

การแข่งขัน SpaceSpheres ISS รอบชิงชนะเลิศ ปี 2016

การแข่งขัน SpySpheres ISS รอบชิงชนะเลิศ ปี 2015

การแข่งขัน CoronaSphere ISS รอบชิงชนะเลิศ ปี 2014

พันธมิตร: LakeElevenVADARS

• ทีมเลค, โรงเรียนมัธยมเคลียร์เลค, เท็กซัส, สหรัฐอเมริกา
• Corà's Eleven Liceo GBBrocchi จากอิตาลี
• วาดาร์ส โรงเรียนมัธยมเซาท์ชาร์ลสตัน รัฐเวสต์เวอร์จิเนีย สหรัฐอเมริกา

การแข่งขัน CosmoSPHERES ISS รอบชิงชนะเลิศ ปี 2013

พันธมิตร: y0b0tics! Gru Eagle

• y0b0tics!, NJ
• เดอะ เกรว์ ครู, เท็กซัส
• คอสมิก อีเกิลส์, แมสซาชูเซตส์

การแข่งขัน RetroSPHERES ISS รอบชิงชนะเลิศ ปี 2012

พันธมิตร: มิรา โลมา

• มิรา โลมา มาทาดอร์ส แคลิฟอร์เนีย
• y0b0tics!, NJ
• กรีนเรนช์, วอชิงตัน

การแข่งขัน AsteroSPHERES ISS รอบชิงชนะเลิศ ปี 2011

พันธมิตร: จรวด

• โรงเรียนมัธยมริเวอร์ฮิลล์ รัฐแมริแลนด์
• สตอร์มมิ่ง โรบอทส์, นิวเจอร์ซีย์
• โรงเรียนมัธยมร็อคเลดจ์ รัฐฟลอริดา

การแข่งขัน CosmoSPHERES ISS รอบชิงชนะเลิศ ปี 2013

พันธมิตร: กาแฟ

• ซันเดย์ โปรแกรมเมอร์ส ประเทศอิตาลี
• เนเมซิส โกเลจิโอ เรตามาร์ สเปน
• สวัสดีชาวโลกชาวอเมริกันจากฝรั่งเศส

การแข่งขัน RetroSPHERES ISS รอบชิงชนะเลิศ ปี 2012

เบียร์พันธมิตร

• คาเธ่ในอวกาศ ประเทศเยอรมนี
• ซันเดย์ โปรแกรมเมอร์ส ประเทศอิตาลี
• เฮอร์เดอร์-เบอร์ลิน ประเทศเยอรมนี