国内外机器人竞赛概述

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国内外机器人竞赛概述
来源: 鞍山市青少年机器人协会
作者:管理员    发布于:2016-05-30 13:10:30    文字:【】【】【

      大概从2000年以后,国内外机器人的比赛,无论大学,还是中小学,逐步发展起来。首先从大学的部分说起,目前我们在国内,能见到的,比较有影响力的大学生机器人比赛,应该有三个:一个是由我们组织的中国机器人大赛,也叫ChinaOpen,既中国公开赛,其实就是RoboCup的中国比赛,这个比赛是RoboCup国际赛在中国的延伸;还有一个,影响力也比较大,就是由哈工大洪炳荣教授牵头,由中国人工智能学会举办的中国机器人足球比赛;另外一个,就是大家了解的比较多的,由央视举办的《CCTV机器人电视大赛》。

      那么这三个比赛,都是有国际缘由的。我们的中国机器人大赛,就是RoboCup中国赛,那么我们的比赛项目,和RoboCup保持一致,另外,又增加了一些有中国特点的比赛项目,比如水下机器人比赛,也就是机器鱼比赛,这个是我们独有的,RoboCup国际赛没有。不过RoboCup大学比赛,不象我们RCJ,也就是青少年部分,有名额的限制,大学生比赛,各个学校可以自己独立到国际上报名,由国际组织的技术委员会,来评价,是否具有参赛资格。所以我们的RoboCup中国赛,就是一个交流,不是选拔赛。我们没有权利要求学校必须参赛,然后才能获得参与国际赛的资格,大学是自由的,参赛资格的评价,是由国际技术委员会直接负责的。

      那么RoboCup,大家应该都了解的比较多了,全称是Robot World Cup,也就是机器人世界杯。那么RoboCup比赛的宗旨是为了推动机器人领域的学术研究,以及普及教育。当然大家可以理解RoboCup的教育理念,就是通过RoboCup Junior,也就是RCJ来完成的,而RoboCup大学生的竞赛,完全就是为了推动相关学术领域的研究,所以每年RoboCup的国际赛,都可以看到国际机器人研究领域最新的学术成果。同时,大家也就理解,为什么很多人会发现,RoboCup比赛,包括大学生的比赛,都不太好看。因为RoboCUp不追求是否好看,目标就是学术研究,所以随着比赛,还会有一个学术研讨会。基本上都是机器人研究领域的顶尖高手,参与其中,交流最新的学术成果。因此,国际RoboCup比赛,不仅仅是大学本科生在参加,更主要的都是研究生,博士生在参加,很多学校,包括国外的顶尖大学,都是在上面做博士论文的,包括我本人的博士论文,都是在这个平台上做的。其实我觉得参加RoboCup比赛的队伍,主要由研究生开发完成,本科生做的,不多。目前本科生参与的项目,仿真多一些。RCJ仅仅是其中一个部分而已,承担的任务,就是普及教育,所以比较简单些。

      RoboCup先说到这里,下面说说我刚刚提到的第二个比赛,也叫中国机器人足球大赛,这个比赛,也有国际渊源,就是总部在韩国的FIRA,也就是机器人足球世界联盟。这个比赛就是FIRA国际比赛的中国选拔赛,国际联盟在韩国,负责人叫金宗焕,是韩国国家先进科学研究院的科学家,简称KIST。其实这个FIRA的比赛,比RoboCup还早,第一次国际赛,是在1996年开始的,而RoboCup,是1997年在日本名古屋举办的第一届。不过由于韩国本身的影响力比较小,而且韩国在机器人研究领域,不算世界一流水平,所以FIRA比赛的影响力逐年下降,目前看,基本上很少学校参加,也就是中国的一些学校,以及韩国自己的学校,参与的比较多些。FIRA也有一个专门面向青少年领域的比赛--IROC,叫说机器人奥林匹克比赛,之后由科普俱乐部开始承办IROC的中国比赛。总结一下,刚刚说了两个活动,而且这两个活动,都是包括大学,和中小学的,RoboCup + RobocupJunior和FIRA + IROC 。

      现在说说前面提到的第三个比赛,也就是那个央视办的CCTV电视机器人大赛,这个比赛,和前面两个比赛,差别比较大。这个比赛,在最开始,是由日本大阪大学的几个教授,首先弄的一个日本大学生比赛,后来和NHK谈,由NHK接手,组织NHK杯机器人比赛。再后来,由NHK推荐到ABU,也就是亚洲广播联盟。目前由亚广联的9个成员国,轮流举办。由于是亚广联牵头,所以都是在这9个国家的电视台,来牵头举办的,中国就是央视。不过由于央视也不可能懂具体的机器人技术,所以他们请了很多专家,做技术指导,和点评,大多数都是我们机器人委员会的委员。我本人也在2005年做过他们的点评专家,有几个老师比较热心,参与的比较多,比如北航的宗光华教授,北理工的陆基连教授,还有上海交大曹其新教授,国防科大郑志强教授,等等。那么有一点非常重要,就是这个比赛的定位和RoboCup,以及FIRA完全不同。这个比赛的目标,就是为了提高大学生,特别是大学本科生的动手能力。而且以前,这个比赛,是禁止研究生参赛的,只能是大学本科生参赛,没有中小学。另外由于媒体转播的要求,比赛的场地,规模比较大,分成很多个组,同时分工,很多学校,是想通过央视,来宣传自己的学校,所以特别重视,都是校长带队,清华就是只有学生自己做,从来没有老师管,所以清华在这个比赛里,貌似还没有小组出现过,呵呵。所以央视的机器人比赛,不会要求机器人必须自主,主要强调,机器人要自己做,然后要稳定可靠的完成任务,不过这个电视大赛,有一个点不好,就是由于所谓的国际赛,由9个成员国轮流承办,而每年的比赛规则,就由承办国来制定,很多国家,都会结合自己的特色,来制定比赛规则,所以几乎每年学校要参加比赛,都需要重新做机器人,每年的机器人,比赛完,就没用了,第二年的,还需要重新做。OK,大学部分的比赛,主要就是这么几个,其他还有一些小比赛,或者区域性的交流赛,影响力,就比较小了。

      下面我们说说青少年领域的比赛,首先从教育部的政策说起,那么在教育部的文件上,可以明确查到,高考具有保送政策的比赛,除了那些奥赛,数理化竞赛之外,都和科技有关的。这三个比赛是,科协的创新大赛,教育部中央电教馆组织的全国青少年电脑制作活动,还有教育部和香港周凯旋基金会联合举办的“明天小小科学家”奖励活动,这三个比赛,都不是只有机器人的,机器人只是其中的一个部分。除了这三个活动之外,还有一些其他比较民间的,也有一些影响力比较大些,首先,就包括我们的RCJ了,呵呵。还有就是李维福的《网络科技时代》杂志社,举办的那个活动,具体叫什么名字,我说的不是很准确,好像叫NOC;另外,就是由一些公司牵头的比赛了,包括乐高的FLL挑战赛等。

      在日本,面向青少年的活动,特别多,日本一直在炒作一个机器人竞赛节的概念,他们称之为:Fesvital。无论是小学,中学,还是大学,都有很多项目。而且日本大多数城市,都会举办,时间也很久,大概超过半年,其中有很多比赛是对外的。在日本,最有影响力的,是如下两个比赛,一个叫:RoboONE,也就是人形机器人格斗比赛。我2006年,曾经和日本RoboONE比赛的负责人联系,通过科技部863机器人主题办公室,引入RoboONE进入中国的事情,不过后来失败了,因为日本不愿意,他们觉得在国内做的热闹,就挺好。另外一个在日本很火的比赛,就是大名鼎鼎的机器人相扑比赛,这是一个奇怪的比赛,只有日本人愿意弄,欧洲和美国,都没有人对这个感兴趣。机器人相扑,是不管外形的,就是给你一个圈,两个机器人互相拱,看哪过被弄出去,就算输,在日本超级火爆。另外,还有比较有名的机器人竞赛RoboWar,这个比赛是英国搞的,因为是电视台弄的,所以主要通过卖电视转播权来盈利。场面很火爆,什么火焰,锯子,都可以弄,破坏性的。都是为了节目好看,呵呵,怎么吸引眼球怎么来,不过这个比赛技术水平很低,都是英国的蓝领工人参加为主。原来英国使馆科技处曾经找过我们,让我们牵头,在国内推广,让我们给拒绝了,因为觉得不适合青少年,也没有啥科研价值。后来他们应该联系了一些电视台,以卖节目的形式推广盈利。

      很多老师和家长,期望通过机器人比赛,能弄一个高考加分,或者保送,特别是那种平时学习不算好的学生,想通过机器人比赛,走一个捷径,我觉得有这样想法的学生和家长,绝对不在少数。所以我们在机器人比赛,可以看到一个有意思的现象,就是参赛的学生,往往成绩都一般般,至少不是最好的。而且很多机器人指导老师,和我抱怨,说好学生,他们的班主任不给,怕玩机器人影响学习。现在我们说这个教育部政策,现在招生的主体,不是教育部,而是高校。我自己来自于高校,所以很清楚高校的权利。对于高校来说,比如我在清华的时候,清华目标非常明确,就是把好孩子弄来。如果你不够好,就算教育部给你保送政策,我也不要。所以教育部的保送政策,可以保证给你投档,而不能保证高校一定要你,或者说,你想去的那个高校,一定要你。然而对于好孩子的评价,就比较复杂了,不过有一个最基本的,也就是入门条件,就是学习要好,然后再说其他的,比如某些能力,包括机器人,包括什么唱歌跳舞。而且对于清华来说,他自己弄了一个冬令营,不管学生是保送,还是加分,都要参加清华冬令营的考试,如果通过,那么保送,加分,都算数,如果过不了清华的考试,那么其他的都没戏。所以大家想要的保送名额,其实就是一个冬令营的参加名额,这个档次的几个高校,手法都是差不多的。举几个例子,景山学校的一个学生,北京创新大赛一等奖,没有资格参加全国赛,所以也就没有啥更好的证书了。他自己的成绩确实不错,他妈妈带着他,去找清华,希望能自主招生,结果被拒绝,然后他来找我,我让我的老师,带着他去招生办,人家给了他冬令营的指标。然后这个小孩很争气,冬令营考试非常好,高考可以加20分,有意思的是,这个小孩,高考失常,考得分数,正好距离清华线,差五分,正是加了这20分,进的清华。04年电教馆比赛的机器人足球第一名,是孝感一种的刘晓鼎,他联系保送清华,清华不认他的成绩,然后找我写推荐信,进的清华电子系。05年,电教馆机器人灭火比赛的第一名,是山东的一个学校,他们老师也找我写推荐信,希望能让他进清华,不过我拒绝了,因为这个推荐信我无法写,其实那个学生,成绩只能算是中等,如果自己考大学,最多上个一般的重点,让他进清华,肯定是害了他,因为他肯定跟不上,清华本科生的淘汰率,还是挺高的。所以大家应该清楚,从一个高校老师,或者高校的角度,比较关注的是什么。如果学生比较牛,其实你无所谓这些成绩,就可以直接联系招办,申请自主招生名额。如果自己条件不够,那么靠机器人的成绩来弥补,肯定不行,因为比赛成绩,还不如高考成绩好评价,因为现在的比赛,无法评价,是学生做,老师做,还是厂家做,学生在做机器人过程中,究竟有哪些能力得到了锻炼,仅仅靠比赛成绩,不足以说明这个学生就是比较好。就我自己的经验,看这么多年比赛的第一名,也无法准确评价,这个孩子水平,就是比其他孩子的水平高多少,所以对于高校,还是来的简单,就看学习成绩,其他的,只能作为参考。对于所谓的高考保送政策,不是保证把学生送进高校,而是仅仅提供了一个参考,应该说对孩子升学,肯定有好处,不过好处多大,就不好说了。其实说句实话,我个人的观点,这些孩子,在中小学阶段,学到的机器人知识,基本上没有用,我们愿意小孩子参加机器人比赛,并不是为了让他学习机器人的具体知识,而是让他们学会三件事情,一个是学会如何通过自己的努力,完成一件事情,自己要想法克服中间出现的所有困难;二是学会合作,学会如何和其他同学一起,完成一个复杂任务;三是学会自学,自己可以通过网络,电脑,学习所有自己需要的知识,而不是等着老师讲。这就是我们组织机器人比赛的目的。大家都知道,现在的知识更新太快,小孩子学再多的机器人知识,等到他们大学毕业,这些知识,基本上都没有用了,因为已经太老了。所以我们不要介意孩子学到了多少,而是要看孩子是否通过这个,学会了方法。我非常喜欢带参加过机器人比赛的学生,基本上他们即使刚进大学,我都可以当研究生来用,因为他们可以离开老师,自己思考,而其他学生不行,没有这个能力,还是书呆子。所以我个人的评价,其实小孩子,玩机器人,对他们考入大学,没有特别直接的帮助,不过对于他们进入大学之后的成长,具有重要价值,小孩子一旦进入大学,就会马上可以看出来,和普通学生,有天壤之别,但是前提是,他们需要先混入一个好的大学。这也是我们目前有点悲哀的,不过无论如何,小孩子参加机器人比赛,对他们未来的成长,具有重要作用。但是大家不要仅仅把眼光盯到高考,总是着急,说玩机器人,如何对考大学有帮助,我也准备以后,找个时间,专门给大家讲我的想法,如何通过做机器人,来提高学生的学习成绩的问题。现在,对于绝大多数老师,以及学生家长,都把做机器人,参加机器人比赛,和课内学习,数理化学习对立起来,认为学习机器人,一定会影响到数理化的学习,所以一般都是初一,高一,学生参与,之后,就不敢了,怕影响学习。这个可以理解,不过其实机器人是一个非常好的学习以及科研的平台,我们需要仔细思考,如果让孩子们,通过在机器人平台上,完成科研任务,来提高他们的学习成绩,而不仅仅是获得比赛成绩。从这个角度来说,我觉得一方面,我们广大的老师,需要在思路,以及教学方法上,有大的变革,另外,我们的机器人比赛,从组织,到模式,以及竞赛的题目,也需要重大的改变才行。我理解我们这个群里,大多数都是一线的老师,以及爱好者,你们参与机器人比赛多年,经验丰富,这里我从我的角度,一个科研工作者的角度,可以对现在的机器人比赛给一个评价,我想这个评价,是和大家所有的评价,完全不同,因为它来自于不同的角度。首先,我觉得现在的机器人比赛,以及老师指导学生参加机器人比赛,学生在其中,学不到任何机器人的知识,而是对能力的培养。为什么学生做机器人,学不到重要的知识呢?是因为我们现在的学生,包括老师,都把做机器人,参加比赛,当成一个兴趣,或者乐趣。而不是当成一个科研,或者说一个学术研究活动。本来是一个非常严谨的事情,学术研究呀,变得非常随意。所以学生虽然在多个能力有培养,但是对于他们的科研能力的培养,仍然欠缺,或者说没有实现我们期望的效果。我希望孩子们在做机器人的时候,在调试机器人的时候,能像他们在做物理,化学实验一样,严谨,要有充分的准备。完毕的数学分析,过程的数字记录,然后通过数据分析,得到结论,改进机器人的设计,以及性能,做机器人,就像做物理实验那样,要特别精密才行,之后要有数学分析,通过分析,来查找机器人设计方面的问题。我的评价,现在,无论老师,还是学生,做机器人,更像是玩,比如有没有哪个老师,或者哪个学生,能给出自己做的机器人,完整的动力学方程,机器人的运动,至少要满足牛顿的三定律的,对吧,可是,有人分析过吗?我们都说机器人的冲撞太大,不合理,可是从来没有人,告诉我,他们的机器人,究竟冲量有多大?最快的速度,可以达到多少m/s?加速度有多少?能量消耗多大?电机的工作电流是多少?堵转时,是多少?多少mAH容量的电池,可以满足多久比赛的要求?现在所有的问题,大家都是凭着感觉的。有人说,力量大,有人说,力量小,好吧,那么,我要参数指标。大家都知道,如果你做一个工业产品,或者做设计,肯定需要关键参数指标,可是现在,大家在机器人比赛里面,应该没有,或者说没有全部的参数。所以大家没有从一个学术角度,或者说一个物理学过程,来看待机器人比赛的某个过程,不能凭感觉,要评数据,一切都是数据说话,一切都要通过数学来进行分析。如果小孩子,能把机器人一次带球,过人,然后进球的力学与运动学过程分析清楚,那么你们放心,他们的中学物理,一定是最顶尖的。不过,现在很多基层的老师,达不到这个水平。所以大家,无法把做机器人的过程,象大学做机器人研究那样,来实现,所以大家的眼里,机器人,就是孩子的一个大玩具。

      总结一下,今天首先给大家介绍了国内的几种比赛,之后给大家描述了一个机器人教育的几个主题,总之,我的观点,就是目前阶段,希望大家能更多的引导青少年,通过机器人,来学习一些道理,而千万不要局限于学习机器人知识,呵呵。另外,大家不要把目光紧紧局限于如何对付高考上,要对付高考,现在这样玩机器人的方式肯定不行。而要想通过机器人,来提高学习成绩,我觉得有办法,不过国情限制,基层老师肯定达不到我的要求,所以暂时我们无法大规模的推广和实施,不过我会在北京,以及和周边的一些地方,逐步开始一些尝试。就是首先老师要清楚,如何做科研,然后才能知道学生通过机器人做科研,把机器人变为科研平台,而不是玩具。

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