P
pro·school.ru
Каталог школ
🤖 ВсОШ · Региональный этап · 2025/2026

Олимпиада по робототехнике 9 классрегиональный этап ВсОШ 2025/2026: задания и ответы

Официальный комплект регионального этапа Всероссийской олимпиады школьников по робототехнике для 9 класса (2025/2026 учебный год). Задания и решения с критериями оценивания — скачайте PDF или прорешайте онлайн по тексту ниже.

Просмотр PDF: Задания — теор.Открыть в новой вкладке ↗

Задания — текст для прорешивания

Текст извлечён из официального PDF автоматически: формулы, таблицы и рисунки могут отображаться неточно — сверяйтесь с документом выше.

Задания — теор.

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ИНФОРМАТИКЕ 2025-26 РЕГИОНАЛЬНЫЙ ЭТАП ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ТУР 9 класс Профиль «Робототехника» Уважаемый участник олимпиады! Вам предстоит решить теоретические задачи. Время выполнения заданий теоретического тура 3 часа (180 минут). Вам предлагаются 13 задач, из которых 9 задач с номерами от 09-01 до 09-09 являются общими, а 4 задачи с номерами от 09-10 до 09-13 являются специализированными. Специализированные задачи имеют следующие специализации: Гуманоидная робототехника, Летательная робототехника, Манипуляторы и Колёсная робототехника. Для того, чтобы выполнить полностью задания теоретического тура, вам необходимо решить 10 задач: все общие задачи и одну специализированную задачу по вашему выбору. Решения задач вы должны оформить на листах с индивидуальным кодом. Ответы на задачи должны быть внесены в Бланк Ответов с индивидуальным кодом. В Бланк Ответов вносятся только целые числа без указания размерности. Если в решении у вас получилось дробное число в ответе, то его нужно округлить по математическим правилам округления. В бланке ответов не должно быть никаких посторонних надписей или пометок или подписей. Ответы в бланке ответов должны быть без исправлений и подчисток. Если в процессе заполнения бланка ответов произошла ошибка, то вам следует заново заполнить бланк начисто. Бланк с ошибкой должен быть перечёркнут по диагонали и передан сотруднику оргкомитета олимпиады для уничтожения. При заполнении бланка ответов каждая цифра должна быть вписана в отдельное поле. Число ответа, состоящее из одной или нескольких цифр должно быть вписано в поля ответа начиная с самого левого поля. Если вы не смогли решить задачу или не приступали к решению задачи, то поля ответа для этих задач должны оставаться пустыми. Внизу под ответами необходимо вписать контрольную сумму. Контрольная сумма – это целочисленное число, которое является суммой всех ответов. Выполнение теоретических задач целесообразно организовать следующим образом: - постарайтесь сначала решить лёгкие задачи, которые оцениваются в 2 балла и только затем приступайте к более сложным. − после выполнения всех предложенных заданий еще раз удостоверьтесь в правильности выбранных Вами ответов и решений. - Перед заполнением бланка ответов выпишите числа ответов и контрольной суммы в черновике и только затем переносите цифры в бланк ответов.

Предупреждаем Вас, что: - оценка за каждую задачу может быть только одна. За правильный ответ выставляется оценка равная числу баллов, указанному в условиях задач. За неправильный ответ выставляется оценка 0. Выставление оценок за частично выполненное решение не предусмотрено. - каждый ответ должен быть подтверждён решением, записанным в бланке решений. - оценка за задачу может быть снижена до нуля, если решение не соответствует ответу или решения нет. - в бланке ответов за специализированные задачи должен быть ответ только за одну задачу. Если в бланк ответов внесены ответы за 2 или более специализированных задачи, то оценки за специализированные задачи в общей оценке за тур будут обнулены. Задание теоретического тура считается выполненным, если Вы вовремя сдаете его членам жюри. Решения задач должны быть записаны на бланке решений. Ответ на бланке решений должен совпадать с ответом на бланке ответов. В случае отсутствия решения на бланке решений ваш ответ за задачу может быть аннулирован. Максимальная оценка за тур – 40 баллов.

Общие задачи Задача 09-01. Компьютерное зрение. 2 балла. Условие: Робот оборудован камерой с горизонтальным углом обзора 90 градусов. Камера снимает 10 кадров в секунду. С какой минимальной скоростью должна горизонтально пролететь муха в плоскости, перпендикулярной главной оптической оси объектива и находящейся на расстоянии 20 см от камеры, чтобы не попасть в кадр? Ответ дать в м/с, округлив до целых. Задача 09-02. Компьютерное зрение. 4 балла. Условие: Представим себе специальную камеру, работающую на основе лазерной указки. Указка наводится двумя сервомоторами на точку и дает кратковременный импульс, после чего установленный рядом датчик фиксирует отраженный свет. Время между подачей и приемом импульса позволяет определить расстояние до объектов. Найдите время сканирования такой камерой разрешением 640x480 огромной стены на расстоянии 10 км от камеры, считая, что импульс для следующего пикселя подается в тот же момент, когда пришел отраженный для предыдущего. Ответ округлите до целых секунд.

Задача 09-03. Механика. 4 балла.

Задача: "Робот-прыгун" Условие: Ты проектируешь робота-прыгуна для соревнований по преодолению препятствий. Робот использует сжатую пружину для совершения прыжка. Прыжок происходит строго вертикально. Исходные данные: - Масса робота: m = 2 кг - Жёсткость пружины: k = 20000 Н/м - Максимальное сжатие пружины перед прыжком: x = 0.1 м (10 см) - Ускорение свободного падения g ≈ 10 Н/кг. - КПД прыжкового механизма (отношение энергии, ушедшей на подъем робота, к энергии сжатой пружины) составляет η = 80% (0.8). Учитывая КПД механизма, рассчитай максимальную высоту, на которую сможет подняться центр масс робота относительно своего положения в момент отрыва от земли. Ответ записать в метрах.

Задача 09-04. Механика. Задача: "Робот-сортировщик на наклонной плоскости"

баллов.

Условие: Ты проектируешь робота для сортировки шаров разной массы на складе. Робот должен поднимать шары по наклонной плоскости. У тебя есть: - Наклонная плоскость, которую можно закреплять под разными углами. - Электромотор с известной мощностью тяги (силой, с которой он тянет робота) = 15 Н. - Робот-платформа массой 2 кг, который может закреплять на себе шары. - Шары для сортировки: массой 1,5 кг.

- Коэффициент трения между платформой и плоскостью постоянен и равен µ = 0,2. - Ускорение свободного падения g ≈ 10 Н/кг. Под каким максимальным углом наклона плоскости твой робот сможет подниматься без груза (сам по себе), если сила мотора 15 Н? Ответ запиши в градусах с точностью до единиц. Задача 09-05. Алгоритмы. 4 балла. Условие: Роботу нужно отсортировать n коробок по весу. Коробки лежат в ряд, и робот может ездить вдоль него. Весы у робота работают не совсем правильно, и он не может найти вес отдельной коробки, он может только сравнить две коробки по весу. Он действует по следующему алгоритму: a.

Сравниваются 1-я и 2-я коробка

b.

Более тяжелая из коробок в предыдущем пункте сравнивается с 3-й коробкой

c. Более тяжелая из коробок в предыдущем пункте сравнивается с 4-й коробкой и так далее n-1 раз d.

Самая тяжелая коробка ставится на последнее место в ряду

e. Затем снова 1-я коробка сравнивается со 2-й и так далее n-2 раза, после чего вторая по весу коробка ставится на предпоследнее место f. После этого то же самое делается до третьей с конца коробки, до четвертой и так далее, и массив оказывается отсортирован Одно сравнение коробок по весу занимает 10 секунд. Время выполнения зависит только от времени сравнения, перемещение робота и перестановка коробок происходит очень быстро. Найдите время сортировки ряда из 100 коробок. Ответ дайте в часах.

Задача 09-06. Алгоритмы. 4 балла. Условие: Робот учится складывать оригами. Первое упражнение, которое он делает, это сгибание квадратного листа 10 на 10 см вдоль диагонали и получение треугольника. После того, как робот выполнил задачу, получившуюся фигуру фотографируют сверху и вычисляют ее площадь. Качество выполнения задачи определяется как единица минус отличие площади получившейся фигуры от площади целевой, деленное на площадь целевой: 1 - |площадь получившейся - площадь целевой| / площадь целевой. Найдите среднее значение качества выполнения для 10 попыток, если измеренная площадь в них составила 53, 54, 56, 64, 54, 54, 53, 53, 56, 52 см2. Ответ надо умножить на тысячу и округлить до целых.

Задача 09-07. Теория управления. 4 балла. Условие: Сильный робототехник соревнуется с сообразительным в том, кто быстрее дотолкает ящик массой 50 кг по ковру с коэффициентов трения 0,5. Сильный робототехник толкает с силой 300 Н, а сообразительный с силой 162,5 Н, но он поставил ящик на колеса,

и эффективный коэффициент трения стал равен 0,1. Найдите момент времени, когда они встретятся, если сильный робототехник стартовал в момент времени 0, а сообразительный на 10 секунд позже. Ответ запишите в целых секундах. Задача 09-08. Теория управления. 7 баллов. Условие: Планирование пути робота на n > 0 шагов вперед требует N = K * n2 операций с числами (n целое). При этом чем больше шагов рассматривается при планировании, тем лучше результат, и качество задается формулой C = q * n, где q> 0. Однако операции с числами требуют энергии и времени, так что в общем качестве работы робота они учитываются с отрицательным знаком. Формула общего качества планирования такова: Q = - N + C. Найдите число шагов, при котором общее качество максимально, если K = 15, q = 300.

Задача 09-09. Навигация. 2 балла. Условие: При заходе на посадку беспилотник FP-98 (Китайская беспилотная модификация Ан-2) использует систему радиомаяков из двух радиомаяков, находящихся на оси взлётнопосадочной полосы. В летательном аппарате установлен радиокомпас, указывающий направление на каждый из радиомаяков. При нахождении между первым и вторым радиомаяками (см. картинку) были зафиксированы следующие углы направления: 30 градусов на первый маяк, и 120 градусов на второй маяк. Найдите смещение беспилотника относительно оси полосы, если расстояние между маяками 1 км (L). При извлечении корней брать только 1 знак после запятой. Ответ записать в метрах, округлив до ближайшего числа, кратного 10.

Специализированные задачи (решите только одну из предложенных ниже задач)

Задача 09-10. Гуманоидная робототехника. 2 балла. Условие: Гуманоидный робот шагает с одинаковой длиной шага. Однако первоначальный и последний шаги имеют длину, которая меньше, чем длина циклического шага. Длины шагов зависят от качества поверхности и от точности настройки нулевой позы робота. Для расчёта одометрии робота необходимо знать точную длину пройденного расстояния. Для того, чтобы иметь возможность рассчитать точное пройденное расстояние достаточно знать 2 величины: длину циклического шага и сумму длин шагов в начальной и конечной точке. Для измерения этих двух величин робот запускали на проход сначала 10 шагов, а затем 20 шагов и рулеткой измеряли пройденное расстояние. Результаты измерений такие: 896 мм и 1916 мм. Вычислите длину циклического шага в мм. Результат округлите до целых величин и внесите в поле ответа только цифры.

Задача 09-11. Летательная робототехника. 2 балла. Условие: Дано крыло (см. картинку) FPV беспилотника площадью 0,5 м2 (S), с сужением 1,5 (η) и удлинением 8(λ). Сужение — это отношение корневой хорды к концевой хорде. Удлинение — это отношение квадрата размаха (L) к площади крыла (S). Найти концевую хорду(bконц), корневую (bкорн) хорду и размах (в метрах). В ответ записать их произведение, умноженное на 100.

Задача 09-12. Манипуляторы. 2 балла. Задача: "Робот-манипулятор на платформе" Условие: Ты проектируешь мобильного робота-складского работника. Робот стоит на четырёх колёсах, расположенных по углам прямоугольной платформы. Габариты платформы 40 см в длину и 30 см в ширину. В центре платформы установлен манипулятор, который может поднимать и перемещать грузы. Исходные данные: - Масса пустой платформы с манипулятором: 4 кг. - Центр тяжести пустой платформы находится точно в геометрическом центре, на высоте 20 см от пола. - Манипулятор может выдвигаться вперёд на 25 см от края платформы. Ускорение свободного падения g ≈ 10 Н/кг. Рассчитай, какую максимальную массу груза может безопасно поднять и удерживать манипулятор, будучи выдвинутым на максимальное расстояние (25 см), чтобы робот не опрокинулся вперёд? Ответ запиши в граммах.

Задача 09-13. Колёсная робототехника. 2 балла. Задача: "Танковый разворот на месте" Условие:

Робот-платформа с четырьмя колесами (по одному на каждый угол) использует механизм танкового разворота для поворота на месте. Левый борт: два ведущих колеса (переднее и заднее) соединены и управляются одним двигателем. Правый борт: аналогично, два колеса управляются вторым двигателем. Для разворота на месте двигатели вращают борта в противоположные стороны с одинаковой по модулю угловой скоростью. Известно: - Поперечное расстояние между центрами колес (колея) = L = 0,6 м. - Желаемый угол поворота робота = θ = π/2 радиан. - Линейная скорость точки на ободе ведущего колеса (касательная скорость колеса) во время разворота постоянна и равна v = 0,3 м/с. - Радиус каждого ведущего колеса r = 0,1 м. - Принять, что силы, создаваемые относительно центра платформы.

проскальзыванием,

центрально-симметричны

Рассчитать с какой угловой скоростью ω (рад/с) будет поворачиваться корпус робота. Вопрос: сколько времени t должен длиться разворот на π/2 радиан? Ответ записать в миллисекундах, отбросив числа после запятой.

Задания — прак.

Практическое задание для проведения регионального этапа Всероссийской олимпиады школьников по Информатике 2025 / 2026 года Робототехника, 9 класс

Задание Участнику необходимо адаптировать робота для выполнения задания, составить его электрическую структурную схему Э1, написать и отладить управляющую программу, обеспечивающую функционал робота инспектора склада в соответствии с задачами. Задачи для робота  

 

Робот ожидает начала исполнения задания в зоне «СТАРТ». По команде проверяющего участник нажимает кнопку на роботе. Робот производит индикацию начала исполнения основной программы, одновременно зажигая на 1 секунду 1, 2 и 3 сигнальные светодиоды, гасит их и через 1 секунду приступает к выполнению задания. Робот должен двигаться по полигону с разметкой в виде вспомогательных черных линий и квадратов желтого цвета, обозначающих зоны контроля. Робот проезжает пронумерованные зоны последовательно от 0 до 9, останавливается возле каждой в соответствующей ей зоне контроля не менее чем на 1 секунду, и зажигает: o светодиод №1, если красная клетка, соответствующая зоне пуста; o светодиод №2, если в красной клетке находится 1 кубик; o светодиод №3, если в красной клетке находится башенка из 2 кубиков. В процессе выполнения обхода робот должен вытолкнуть за пределы красной зоны одиночные кубики, оставив на своих местах башенки из 2 кубиков. Завершив задание, робот перемещается в зону «КОНТРОЛЬ» и останавливается. Индикацией завершения задания является: o светодиод №1 светится, если сумма номеров пустых клеток нечетна, выключен если четна; o светодиод №2 светится, если сумма номеров клеток с одиночными кубиками нечетна, выключен, если четна; o светодиод №3 светится, если сумма номеров клеток с башенками нечетна, выключен, если четна.

(пример – кубики стоят в зонах 0, 1, 2, 4. 0+1+2+4=7 нечетное, светодиод светится).

Примечания  

   

     

При начале попытки на полигоне размещаются 10 кубиков: 4 отдельно стоящих и 6 сложены в 3 башенки. Стартовое расположение кубиков определяется жребием после передачи всех роботов организаторам. Представитель оргкомитета поочередно вслепую выбирает 4 карточки с номерами зон в которых стоят одиночные кубики, затем ещё 3 карточки с номерами зон в которых кубики складываются башенкой. В оставшихся зонах кубики отсутствуют. Перед стартом робота не допускается ввод в контроллер данных о расположении кубиков. Участник до начала попытки показывает судьям расположение кнопки Старт и светодиодов №1, №2 и №3. Размеры робота на старте и финише не должны превышать 300х300х300 мм, в процессе выполнения задания размеры робота могут увеличиться. Робот считается находящимся в зоне старта, если он своей вертикальной проекцией полностью находится внутри зоны «СТАРТ», выделенной желтым квадратом. Выполнение задания в нумерованных зонах от 0 до 9 засчитывается, если в момент индикации робот остановился не менее чем на 1 секунду, и его проекция пересекает контрольную зону, соприкасающуюся с проверяемой. Башенки не должны покидать и касаться границ красных квадратных зон, в которых располагались изначально. Кубик считается размещенным в квадратной зоне, если любая часть его вертикальной проекции находится над этой зоной. Завершение работы в зоне «КОНТРОЛЬ» засчитывается если робот полностью остановился, и его проекция пересекает зону «КОНТРОЛЬ». Итоговая индикация считается по состоянию полигона на момент начала попытки. Итоговое расположение кубиков и башенок определяется по состоянию полигона в конце попытки. Участник не должен прикасаться к роботу, полигону и кубикам без разрешения проверяющего.

Карта контроля для 9 классов №

Критерии оценивания

После нажатии на кнопку старт произошла индикация начала работы программы, и робот полностью выехал из зоны старта (все точки вертикальной проекции робота покинули стартовую зону) Робот верно посетил зону контроля (вертикальная проекции робота пересекает квадрат желтого цвета), соответствующую номерным зонам 0-9 во время остановки робота не менее, чем на 1 секунду Робот в соответствии с заданием вытолкнул одиночные кубики (проекция кубиков покинула красную зону) Башенки остались на месте (при ненулевом балле за выполнение 3-го пункта, проекция всех кубиков полностью в красной зоне) Робот остановился в зоне контроля (вертикальная проекции робота пересекает квадрат желтого цвета), произведя верную индикацию изначального расположения всех элементов. Составлена электрическая структурная схема Э1 робота на базе Arduino (в соответствии с ГОСТ 2.702-2011) соответствующая роботу участника. Код взаимосвязан с заданием и выполняет осмысленные действия. Программа компилируется без ошибок. Код программы оптимизирован (в коде используются циклы, ветвления, регуляторы). Читаемость кода (наличие комментариев к основным блокам кода, информативные имена переменных, выделение отступами циклов и т.д.) Отсутствие грубых ошибок в конструкции робота (незакрепленные или плохо закрепленные части, провод касается колеса и пола, шины соприкасаются с деталями шасси и т.д.) Максимальные баллы:

3 4 5

6 7

Балл

Кол-во баллов, выставленных членами жюри 1 2 Лучшая попытка

1x10

2x4 5 4

3 2

35

Итого:

Общее количество баллов за выполнение пунктов задания не может быть меньше 0.

Материальное обеспечение

Название материалов и оборудования

Количество

Arduino совместимая плата расширения (шилд) для подключения датчиков и сервопривода, макетная плата не менее 170 точек (плата прототипирования)

Шасси для робота в сборе, включающее:

платформу произвольной формы с отверстиями для

крепления

проекция

которой

компонентов,

вертикальная

не

за

выходит

пределы

окружности диаметром до 250 мм, но не менее 122 мм; 

два

коллекторных

электродвигателя

металлическими редукторами, инкрементальными энкодерами,

припаянными

проводами

следующими характеристиками: o максимальный ток (ток остановки) не превышает 2А; o номинальное напряжение от 6 до 12 В; o крутящий момент обеспечивает старт платформы на 30% мощности; o диаметр моторов от 12 до 25 мм; o максимальная

угловая

скорость

на

валу

обеспечивает движение платформы со скоростью от 0,3 до 0,6 м/с, исходя из диаметра колёс; 

два комплекта креплений для двигателей;

два колеса диаметром от 42 до 100 мм;

две шаровые, или роликовые опоры;

контроллер Arduino UNO или аналог;

драйвер двигателей (на основе микросхемы L298D или аналог) или шилд для Arduino Uno на их основе;

держатели для двух или трёх Li-ion аккумуляторов типоразмера «18650» или «14500» (в зависимости от номинального напряжения электродвигателей);

регулируемый

стабилизатор

напряжения

(на

основе микросхемы GS2678 или XL4015 или их аналогов), обеспечивающий ток достаточный для всех потребителей; 

выключатель, разрывающий цепь от элементов питания к стабилизатору.

В качестве платформы не разрешается использовать конструктор с разъемами для однозначного подключения моторов и сенсоров. Рекомендуемые разъемы для электрических соединений – тип BLS

Комплект из двух или трёх Li-ion аккумуляторов типоразмера «18650» или «14500». Аккумуляторные батареи должны быть новыми и полностью заряженными

+1 запасной комплект на каждых двух участников

Инфракрасный дальномер (10-80 см) Sharp GP2Y0A21 или аналог

Ультразвуковой датчик расстояния HC-SR04 или аналог

Пассивное крепление для дальномера

Аналоговый датчик отражения на основе оптопары (датчик линии)

Инерциальный модуль на основе MPU6050

Серводвигатель с конструктивными элементами для крепления и построения манипулятора

10

Кусок жесткой (например, медной) проволоки сечением 1,5-2,5 мм в изоляции или без, длиной не менее 30 см с крепежом на сервопривод

11

Светодиод

12

Тактовая кнопка

13

Резисторы 220 Ом, 10 КОм

14

Провода перемычки для макетной платы

по 3 шт. каждого номинала Набор

15

Скобы и кронштейны для крепления датчиков

в избыточном количестве

16

Винты М3

в избыточном количестве

17

Гайки М3

в избыточном количестве

18

Шайбы 3 мм

в избыточном количестве

19

Шайбы пружинные 3 мм

в избыточном количестве

20

Стойки для плат шестигранные

в избыточном количестве

21

Соединительные провода

в избыточном количестве

22

Кабельные стяжки (пластиковые хомуты) 2,5х150 мм

в избыточном количестве

23

Кабель USB

Требования к полигону   

   

Полигоном является литая баннерная ткань с нанесённой типографским методом разметкой. Ширина линий 30 мм. Расположение контролируемых элементов осуществляется в нумерованных зонах в верхней и нижней части полигона выделенными квадратами 100х100 мм. Зоны старта и контроля, а также места индикации состояния проверяемых объектов обозначены квадратами 300х300 мм, очерченными желтой линией. Размер баннера 2400х1500 мм (±5%). На полигоне размещается 10 кубиков, сторона кубика 40±3 мм. Участникам может быть предоставлен калибровочный фрагмент полигона, для проверки работы робота на рабочем месте.

  

 

  

Общие требования Организаторы практического тура предоставляют шасси робота в собранном виде. Все остальные части робота должны находиться в разобранном состоянии (все детали отдельно). При сборке робота нельзя пользоваться никакими инструкциями (в устной, письменной форме, в виде иллюстраций или в электронном виде), за исключением документации на компоненты, выданной организаторами олимпиады. В конструкции робота допускается использование только тех деталей, которые выданы организаторами. Все элементы робота, включая контроллер, систему питания, должны находиться на роботе. Робот должен быть автономным, т.е. не допускается дистанционное управление роботом. Перед зачетным заездом участник может поправить кубики в стартовых квадратах, после чего член жюри может внести окончательные поправки. При зачетном старте робот должен быть включен (нажата кнопка старт) вручную по команде члена жюри, после чего в работу робота нельзя вмешиваться. Если участник прикоснулся к роботу или полигону во время заезда, либо дистанционно влиял на показания датчиков робота по решению жюри результат попытки может быть аннулирован. Зачетный заезд длится максимум 180 секунд, после чего, если робот еще не остановился, он должен быть остановлен вручную по команде члена жюри, зафиксировано его местоположение и произведен подсчет баллов. В том случае, если робот полностью выехал за пределы полигона, заезд прекращается, производится подсчет баллов. Количество пробных стартов не ограничено. В случае выхода из строя оборудования не по вине участника время подготовки участника приостанавливается до момента замены оборудования на работоспособное. Порядок проведения

Каждому участнику должно быть дано две попытки. Первая попытка начинается через 120 минут после начала выполнения задания без учета времени проветривания помещения, вторая – через 60 минут после окончания первой попытки всеми участниками. Перед попыткой все участники сдают роботов судьям и забирают обратно только после завершения всех заездов попытки. Участник может отказаться от попытки, но робота сдает в любом случае. После каждой сдачи всех роботов в карантин судьями вытягивается жребий с расположением объектов один раз для всех участников попытки. На второй попытке жребий вытягивается повторно. Для проведения жеребьевки используются карточки с цифрами от 0 до 9 выбираемые вслепую.

В процессе выполнения попытки участнику разрешен один перезапуск не позднее 30 секунд после начала выполнения попытки. В этом случае набранные баллы первого запуска данной попытки не учитываются. При перезапуске участник может поправить конструкцию и электрические соединения робота, поменять батарейки, на что дается 1 минута. Использовать компьютер нельзя. Все элементы на поле перед перезапуском расставляются на исходные позиции, время попытки отсчитывается заново. В зачет идет результат лучшей попытки, результаты вносятся в протокол сразу и сообщаются участнику. Программы, схемы и роботы сдаются участниками жюри после завершения всех попыток. Оценивание корректности программ, схем и конструкций производится жюри без участников. Каждый час производится перерыв на 10 минут с выходом учащихся и проветриванием помещения. Время перерыва не входит во время подготовки участников.

Ответы и решения — показать

Официальные ответы и критерии оценивания жюри. Сначала решите задания самостоятельно.

Решения — теор.

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ИНФОРМАТИКЕ 2025-26 РЕГИОНАЛЬНЫЙ ЭТАП ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ТУР 9 класс Профиль «Робототехника» Ответы, Решения, ключи и методика оценивания. По теоретическому туру максимальная оценка результатов участника 9 класса определяется арифметической суммой всех баллов, полученных за выполнение заданий и не должна превышать 40 баллов. Каждый ответ оценивается либо как правильный (полностью совпадает с ключом - ответом), либо как неправильный (отличается от ключа или отсутствует). Каждый правильный ответ имеет свой вес: 2 балла, 4 балла, 7 баллов. В общей части даны следующие задачи: Задача 09-01 09-02 09-03 09-04 09-05 09-06 09-07 09-08 09-09 09-10 09-11 09-12 09-13

Ответ - ключ 4 20 4 36 14 902 30 10 430 102 12 3200 1570

Оценка 2 4 4 7 4 4 4 7 2 2 2 2 2

В специальной части участникам предлагается 4 задачи 09-10, 09-11, 09-12, 09-13 из которых участник решает только одну по выбору. Проставление в бланке ответов за две задачи из приведенного списка наказывается аннулированием результатов за эти 4 задачи. Участник должен внести ответы в бланк ответов и должен внести решения задач в странички, маркированные кодом работы. Каждая решенная задача должна иметь как ответ, так и решение. При наличии правильного ответа в бланке ответов, но отсутствия решения или если в странице с решением ответ отличается от ответа в бланке ответов, оценка за задачу может быть аннулирована. Общие задачи Задача 09-01. Компьютерное зрение. 2 балла. Условие: Робот оборудован камерой с горизонтальным углом обзора 90 градусов. Камера снимает 10 кадров в секунду. С какой минимальной скоростью должна горизонтально пролететь муха

в плоскости, перпендикулярной главной оптической оси объектива и находящейся на расстоянии 20 см от камеры, чтобы не попасть в кадр? Ответ дать в м/с округлив до целых. Ответ: 4 Решение. Путь мухи – это гипотенуза прямоугольного треугольника, катеты которого образуют границу угла обзора камеры. Высота прямоугольного треугольника – это минимальное расстояние от камеры до мухи. Путь мухи равен удвоенному расстоянию от камеры до мухи. Путь мухи – 0,4 м, время 0,1 с, скорость 4 м/с

Задача 09-02. Компьютерное зрение. 4 балла. Условие: Представим себе специальную камеру, работающую на основе лазерной указки. Указка наводится двумя сервомоторами на точку и дает кратковременный импульс, после чего установленный рядом датчик фиксирует отраженный свет. Время между подачей и приемом импульса позволяет определить расстояние до объектов. Найдите время сканирования такой камерой разрешением 640x480 огромной стены на расстоянии 10 км от камеры, считая, что импульс для следующего пикселя подается в тот же момент, когда пришел отраженный для предыдущего. Ответ округлите до целых секунд Ответ: 20 Решение: время равно числу пикселей, умноженному на дважды время прохождения лучом расстояния от камеры до стены: скорость света с = 300000 км/с t = 2 * 10 / 300000 * 640 * 480 = 20,48 с

Задача 09-03. Механика. 4 балла. Задача: "Робот-прыгун" Условие: Ты проектируешь робота-прыгуна для соревнований по преодолению препятствий. Робот использует сжатую пружину для совершения прыжка. Прыжок происходит строго вертикально. Исходные данные: - Масса робота: m = 2 кг - Жёсткость пружины: k = 20000 Н/м

- Максимальное сжатие пружины перед прыжком: x = 0.1 м (10 см) - Ускорение свободного падения g ≈ 10 Н/кг. - КПД прыжкового механизма (отношение энергии, ушедшей на подъем робота, к энергии сжатой пружины) составляет η = 80% (0.8). Учитывая КПД механизма, рассчитай максимальную высоту, на которую сможет подняться центр масс робота относительно своего положения в момент отрыва от земли. Ответ записать в метрах.

Ответ: 4 Решение Дано: m = 2 кг k = 20000 Н/м x = 0,1 м η = 0,8 g ≈ 10 Н/кг

Рассчитаем потенциальную энергию сжатой пружины: Формула потенциальной энергии упруго деформированной пружины: E_упр = (k * x²) / 2 E_упр = (20000 Н/м * (0,1 м)²) / 2 = (20000 * 0,01) / 2 = 200 / 2 = 100 Дж

Рассчитаем энергию, пошедшую на подъем (полезную энергию): E_полезная = η * E_упр = 0,8 * 100 Дж = 80 Дж

Рассчитаем максимальную высоту прыжка:

В верхней точке вся полезная энергия перешла в потенциальную гравитационную: E_полезная = m * g * h 80 Дж = 2 кг * 10 Н/кг * h 80 = 20 * h h = 80 / 20 = 4 м

Задача 09-04. Механика. Задача: "Робот-сортировщик на наклонной плоскости"

баллов.

Условие: Ты проектируешь робота для сортировки шаров разной массы на складе. Робот должен поднимать шары по наклонной плоскости. У тебя есть: - Наклонная плоскость, которую можно закреплять под разными углами. - Электромотор с известной мощностью тяги (силой, с которой он тянет робота) = 15 Н. - Робот-платформа массой 2 кг, который может закреплять на себе шары. - Шары для сортировки: массой 1,5 кг. - Коэффициент трения между платформой и плоскостью постоянен и равен µ = 0,2. - Ускорение свободного падения g ≈ 10 Н/кг. Под каким максимальным углом наклона плоскости твой робот сможет подниматься без груза (сам по себе), если сила мотора 15 Н? Ответ запиши в градусах с точностью до единиц. Ответ: 36 Решение Дано: Масса робота: m_р = 2 кг Сила тяги мотора: F_тяги = 15 Н Коэффициент трения: µ = 0,2 Ускорение свободного падения: g ≈ 10 Н/кг Груза нет. Найти: α_max — максимальный угол наклона.

Разберём силы, действующие на робота:

Сила тяжести: F_тяж = m_р * g = 2 кг * 10 Н/кг = 20 Н Сила реакции опоры: N Сила трения: F_тр = µ * N Сила тяги мотора: F_тяги = 15 Н

Разложим силу тяжести на составляющие: Сила, тянущая робота вниз вдоль плоскости: F_скат = F_тяж * sin(α) = 20 * sin(α) Сила, прижимающая робота к плоскости: F_приж = F_тяж * cos(α) = 20 * cos(α)

Сила реакции опоры равна силе прижимающей: N = F_приж = 20 * cos(α) Следовательно, сила трения: F_тр = µ * N = 0,2 * 20 * cos(α) = 4 * cos(α)

Запишем условие для подъёма: Чтобы робот мог хотя бы начать двигаться вверх, сила тяги должна быть не меньше суммы сил, мешающих движению (силы трения и скатывающей составляющей силы тяжести). Для предельного случая (равномерное движение на грани возможности): F_тяги = F_скат + F_тр

Подставим значения в уравнение: 15 = 20 * sin(α) + 4 * cos(α)

Решим это уравнение. Для 9 класса допустимо использовать метод подбора с использованием табличных значений. Проверим угол 30° (sin30°=0,5; cos30°≈0,87): 20 * 0,5 + 4 * 0,87 = 10 + 3,48 = 13,48 Н < 15 Н. Мотор справляется с запасом, значит, угол может быть больше. Проверим угол 45° (sin45°≈0,71; cos45°≈0,71): 20 * 0,71 + 4 * 0,71 = 14,2 + 2,84 = 17,04 Н > 15 Н. Слишком круто, мотор не тянет. Проверим угол 40° (sin40°≈0,64; cos40°≈0,77): 20 * 0,64 + 4 * 0,77 = 12,8 + 3,08 = 15,88 Н > 15 Н. Всё ещё не тянет. Проверим угол 36° (sin36°≈0,587; cos36°≈0,809):

20 * 0,587 + 4 * 0,809 = 11,74 + 3,236 = 14,976 Н ≈ 15 Н (погрешность округления).

Задача 09-05. Алгоритмы. 4 балла. Условие: Роботу нужно отсортировать n коробок по весу. Коробки лежат в ряд, и робот может ездить вдоль него. Весы у робота работают не совсем правильно, и он не может найти вес отдельной коробки, он может только сравнить две коробки по весу. Он действует по следующему алгоритму: a.

Сравниваются 1 и 2 коробка

b.

Более тяжелая из коробок в предыдущем пункте сравнивается с 3-й коробкой

c. Более тяжелая из коробок в предыдущем пункте сравнивается с 4-й коробкой и так далее n-1 раз d.

Самая тяжелая коробка ставится на последнее место в ряду

e. Затем снова 1-я коробка сравнивается со 2-й и так далее n-2 раза, после чего вторая по весу коробка ставится на предпоследнее место f. После этого то же самое делается до третьей с конца коробки, до четвертой и так далее, и массив оказывается отсортирован Одно сравнение коробок по весу занимает 10 секунд. Время выполнения зависит только от времени сравнения, перемещение робота и перестановка коробок происходит очень быстро. Найдите время сортировки ряда из 100 коробок. Ответ дайте в часах. Ответ: 14 Решение: На первом шаге будет сделано 99 сравнений, на втором 98, затем 97 и так далее вплоть до 1 сравнения. (99 + … + 1) * 10 с = 49500 с = 13.75 часа ≈ 14 часов Как посчитать сумму (99 + … (99 + … + 1)= (99 + 0) + (98 + 1) + (97 + 2) + …+ (45 + 44) = 50 *99 = 4950.

1)?

Задача 09-06. Алгоритмы. 4 балла. Условие: Робот учится складывать оригами. Первое упражнение, которое он делает, это сгибание квадратного листа 10 на 10 см вдоль диагонали и получение треугольника. После того, как робот выполнил задачу, получившуюся фигуру фотографируют сверху и вычисляют ее площадь. Качество выполнения задачи определяется как единица минус отличие площади получившейся фигуры от площади целевой, деленное на площадь целевой: 1 - |площадь получившейся - площадь целевой| / площадь целевой. Найдите среднее значение качества выполнения для 10 попыток, если измеренная площадь в них составила 53, 54, 56, 64, 54, 54, 53, 53, 56, 52 см2. Ответ надо умножить на тысячу и округлить до целых.

Ответ: 902 Решение: Площадь целевой фигуры составляет 102 / 2 = 50 см2. Превышение площади в каждой из попыток составляет 3, 4, 6, 14, 4, 4, 3, 3, 6, 2 см2. Среднее значение качества выполнения составляет 1- 0,098 = 0,902

Задача 09-07. Теория управления. 4 балла. Условие: Сильный робототехник соревнуется с сообразительным в том, кто быстрее дотолкает ящик массой 50 кг по ковру с коэффициентом трения 0,5. Сильный робототехник толкает с силой 300 Н, а слабый с силой 162,5 Н, но он поставил ящик на колеса, и эффективный коэффициент трения стал равен 0,1. Найдите момент времени, когда они встретятся, если сильный робототехник стартовал в момент времени 0, а умный на 10 секунд позже. Ответ запишите в целых секундах. Ответ: 30 Решение: Пусть t - момент встречи. Сила трения ящика о ковер составляет 50 * 10 * 0,5 = 250 Н. Ускорение первого равно (300 - 250) / 50 = 1 м/c2. Сила трения ящика на колесах равна 50 * 10 * 0,1 = 50 Н. Ускорение второго равно (162,5 - 50) / 50 = 112,5 / 50 = 225 / 100 = 2,25 м/с2. В момент встречи пройденные пути равны: 1 * t2 / 2 = 2,25 * (t - 10)2 / 2

2,25 * (t - 10)2 – t2 = 0 2,25 * (t2- 20 t + 100) - t2 = 0 2,25 * t2 – 45* t + 225 - t2 = 0 1,25 * t2 – 45* t + 225 = 0 t2 – 36 * t + 180 = 0 (t - 30)*(t - 6) = 0 t = 30 ; t = 6 Подходит только решение с t > 10.

Задача 09-08. Теория управления. 7 баллов.

Условие: Планирование пути робота на n > 0 шагов вперед требует N = K * n2 операций с числами (n целое). При этом чем больше шагов рассматривается при планировании, тем лучше результат, и качество задается формулой C = q * n, где q> 0. Однако операции с числами требуют энергии и времени, так что в общем качестве работы робота они учитываются с отрицательным знаком. Формула общего качества планирования такова: Q = - N + C. Найдите число шагов, при котором общее качество максимально, если K = 15, q = 300, nцелое число. Ответ: 10 Решение: Общее качество имеет вид Q = - K * n2 + q * n Это парабола ветвями вниз, ее максимум находится в точке n = q / (2K) = 10

Задача 09-09. Навигация. 2 балла. Условие: При заходе на посадку беспилотник FP-98 (Китайская беспилотная модификация Ан-2) использует систему радиомаяков из двух радиомаяков, находящихся на оси взлётнопосадочной полосы. В летательном аппарате установлен радиокомпас, указывающий направление на каждый из радиомаяков. При нахождении между первым и вторым радиомаяками (см. картинку) были зафиксированы следующие углы направления: 30 градусов на первый маяк, и 120 градусов на второй маяк. Найдите смещение беспилотника относительно оси полосы, если расстояние между маяками 1 км (L). При извлечении корней брать только 1 знак после запятой. Ответ записать в метрах, округлив до ближайшего числа, кратного 10.

Ответ: 430 Решение: Находим углы у треугольника, основанием которого служит ось взлётно-посадочной полосы. Они равны 30 и 60 градусов соответственно (см. картинку).

Нам необходимо найти высоту, опущенную из вершины, в которой находится беспилотник. Опускаем высоту из вершины и записываем её значение через тангенс для каждого из получившихся прямоугольных треугольников.

h = tg(30°)*x h = tg(60°)*y x+y = L Получаем h = L* (tg(30°)*tg(60°)/(tg(30°)+tg(60°)))

Специализированные задачи (решите только одну из предложенных ниже задач)

Задача 09-10. Гуманоидная робототехника. 2 балла. Условие: Гуманоидный робот шагает с одинаковой длиной шага. Однако первоначальный и последний шаги имеют длину, которая меньше, чем длина циклического шага. Длины шагов зависят от качества поверхности и от точности настройки нулевой позы робота. Для расчёта одометрии робота необходимо знать точную длину пройденного расстояния. Для того, чтобы иметь возможность рассчитать точное пройденное расстояние достаточно знать 2 величины: длину циклического шага и сумму длин шагов в начальной и конечной точке. Для измерения этих двух величин робот запускали на проход сначала 10 шагов, а затем 20 шагов

и рулеткой измеряли пройденное расстояние. Результаты измерений такие: 896 мм и 1916 мм. Вычислите длину циклического шага в мм. Результат округлите до целых величин и внесите в поле ответа только цифры.

Ответ: 102 Решение:

х х 896 мм

х х х 1916 мм

обозначим длину циклического шага Х, а сумму длин первого и последнего шагов н + к = Y. Запишем пройденные расстояния: 18 * Х + Y = 1916 8 * X + Y = 896 Из первого уравнения вычтем второе: 10 * X = 1020 Вычисляем: Х = 1020 / 10 = 102

Задача 09-11. Летательная робототехника. 2 балла. Условие: Дано крыло (см. картинку) FPV беспилотника площадью 0,5 м2 (S), с сужением 1,5 (η) и удлинением 8(λ). Сужение — это отношение корневой хорды к концевой хорде. Удлинение — это отношение квадрата размаха (L) к площади крыла (S). Найти концевую хорду(bконц), корневую (bкорн) хорду и размах (в метрах). В ответ записать их произведение, умноженное на 100.

Ответ: 12 Решение: Найдём размах крыла через удлинение и площадь. λ = L2/S L = √λ ∗ S = �8 ∗ 0,5 = 2

Запишем систему для нахождения хорд: S = (bкорн+bконц)*L/2 η= bкорн /bконц Из нижнего уравнения выразим корневую хорду: bкорн=η*bконц Подставим в верхнее уравнение и выразим bконц Получим: bконц=2*S/(L(η+1)) = 2 * 0.5/(2*(1,5+1) = 0,2 bкорн=η*bконц =1.5 * 0,2 = 0,3 Полученные числа перемножаем для ответа: X = 100* L*bкорн*bконц= 100* 2 * 0,3 *0,2 = 12.

Задача 09-12. Манипуляторы. 2 балла. Задача: "Робот-манипулятор на платформе" Условие: Ты проектируешь мобильного робота-складского работника. Робот стоит на четырёх колёсах, расположенных по углам прямоугольной платформы. Габариты платформы 40 см в длину и 30 см в ширину. В центре платформы установлен манипулятор, который может поднимать и перемещать грузы. Исходные данные:

- Масса пустой платформы с манипулятором: 4 кг. - Центр тяжести пустой платформы находится точно в геометрическом центре, на высоте 20 см от пола. - Манипулятор может выдвигаться вперёд на 25 см от края платформы. Ускорение свободного падения g ≈ 10 Н/кг. Рассчитай, какую максимальную массу груза может безопасно поднять и удерживать манипулятор, будучи выдвинутым на максимальное расстояние (25 см), чтобы робот не опрокинулся вперёд? Ответ запиши в граммах.

Ответ: 3200 Решение: Дано: Масса платформы: m_пл = 4 кг Вес платформы: P_пл = m_пл * g = 4 кг * 10 Н/кг = 40 Н Длина платформы: L = 40 см = 0,4 м Расстояние от центра платформы до передней оси: l_пл = L/2 = 0,2 м Вылет манипулятора: l_г = 25 см = 0,25 м Важное уточнение: Верно рассчитывать моменты относительно передней оси. Плечо силы тяжести платформы — это расстояние от её центра тяжести (центр платформы) до передней оси. Плечо силы тяжести груза — это расстояние от точки подвеса груза (выдвинут на 25 см от края) до передней оси. Плечо силы тяжести платформы: d_пл = 0,2 м (половина длины платформы). Плечо силы тяжести груза: d_г = l_г =0,25 м Решение через правило моментов: В критическом состоянии, когда робот вот-вот опрокинется, сила реакции опоры на задних колёсах равна нулю. Условие равновесия моментов сил относительно передней оси: Момент, удерживающий робот = Моменту, опрокидывающему робот

Удерживающий момент создаётся весом платформы, который стремится повернуть робот назад вокруг передней оси. M_удерж = P_пл * d_пл = 40 Н * 0,2 м = 8 Н*м Опрокидывающий момент создаётся весом груза. M_опрок = P_г * d_г = m_г * g * 0,25 м В состоянии равновесия на грани опрокидывания: M_удерж = M_опрок 8 Н*м = m_г * 10 Н/кг * 0,25 м 8 = m_г * 2,5 m_г = 8 / 2,5 = 3,2 кг

Задача 09-13. Колёсная робототехника. 2 балла. Задача: "Танковый разворот на месте" Условие:

Робот-платформа с четырьмя колесами (по одному на каждый угол) использует механизм танкового разворота для поворота на месте. Левый борт: два ведущих колеса (переднее и заднее) соединены и управляются одним двигателем. Правый борт: аналогично, два колеса управляются вторым двигателем. Для разворота на месте двигатели вращают борта в противоположные стороны с одинаковой по модулю угловой скоростью. Известно: - Поперечное расстояние между центрами колес (колея) = L = 0,6 м. - Желаемый угол поворота робота = θ = π/2 радиан.

- Линейная скорость точки на ободе ведущего колеса (касательная скорость колеса) во время разворота постоянна и равна v = 0,3 м/с. - Радиус каждого ведущего колеса r = 0,1 м. - Принять, что силы, создаваемые относительно центра платформы.

проскальзыванием,

центрально-симметричны

Рассчитать с какой угловой скоростью ω (рад/с) будет поворачиваться корпус робота. Вопрос: сколько времени t должен длиться разворот на π/2 радиан? Ответ записать в миллисекундах, отбросив числа после запятой.

Ответ: 1570 Решение: 1. Угловая скорость корпуса робота (ω): При идеальном развороте на месте мгновенный центр скоростей (МЦС) робота находится посередине, в центре симметрии платформы. Расстояние от МЦС до центра каждого колеса в поперечном направлении равно половине колеи: R = L / 2 = 0,3 м. Линейная скорость центра колеса (как точки на корпусе) равна заданной скорости обода v. Следовательно: ω = v / R = 0,3 м/с / 0,3 м = 1,0 рад/с. 2. Время разворота на π/2 радиан: t = θ / ω = (π/2 рад) / (1,0 рад/с) = π/2 ≈ 1,57 с.

Решения — прак.

Карта контроля для 9 классов №

Критерии оценивания

Балл

Кол-во баллов, выставленных членами жюри 1

Лучшая попытка

После нажатии на кнопку старт произошла индикация начала работы программы, и робот полностью выехал из зоны старта (все точки вертикальной проекции робота покинули стартовую зону)

Робот верно посетил зону контроля (вертикальная проекции робота пересекает квадрат желтого цвета), соответствующую номерным зонам 0-9 во время остановки робота не менее, чем на 1 секунду

1x10

Робот в соответствии с заданием вытолкнул одиночные кубики (проекция кубиков покинула красную зону)

2x4

Башенки остались на месте (при ненулевом балле за выполнение 3-го пункта, проекция всех кубиков полностью в красной зоне)

Робот остановился в зоне контроля (вертикальная проекции робота пересекает квадрат желтого цвета), произведя верную индикацию изначального расположения всех элементов.

Составлена электрическая структурная схема Э1 робота на базе Arduino (в соответствии с ГОСТ 2.702-2011) соответствующая роботу участника.

Код взаимосвязан с заданием и выполняет осмысленные действия.

Программа компилируется без ошибок. Код программы оптимизирован (в коде используются циклы, ветвления, регуляторы). Читаемость кода (наличие комментариев к основным блокам кода, информативные имена переменных, выделение отступами циклов и т.д.) 8

Отсутствие грубых ошибок в конструкции робота (незакрепленные или плохо закрепленные части, провод касается колеса и пола, шины соприкасаются с деталями шасси и т.д.)

Максимальные баллы:

35

Итого:

Общее количество баллов за выполнение пунктов задания не может быть меньше 0.

Видеоразборы заданий

Региональный этап 2025/2026 — другие классы

Все классы →

Олимпиада по робототехнике 9 класс — другие годы и этапы

Все комплекты →