国内外机器人竞赛活动的分析及比较

张国民 姬洪强

国际上最早的机器人竞赛可追溯到20世纪末,1988年日本广播协会(ABURobocon的前身)举办了首届机器人比赛。随后,机器人竞赛的发展规模不断扩大、项目不断完善、影响力不断增强。据不完全统计,2007年,全球开展的机器人大型竞赛活动就有79项之多,并已引起了各国科学家、科研人员、学生和企业界人士的共同关注。

我国机器人竞赛的起步较国际比赛稍晚几年。2001年5月,中国科学技术大学率先在校内举办了第一届大学生机器人跳舞比赛,从此拉开了我国机器人比赛活动的序幕。近年来,国内机器人竞赛发展迅速,比赛规则和项目也逐步与国际接轨。

机器人竞赛的主要赛事

1.国际主要赛事

全球每年举办的机器人竞赛很多,表1列举了近年来我国学生参与较多的国际赛事和比赛项目。

2.国内主要赛事

国内机器人竞赛大多以广大中小学生为参赛对象,其中的一些竞赛同时也作为国际赛事的选拔赛(见表2)。

国内外机器人竞赛的差异分析

1.参赛队伍

国内参加机器人竞赛的选手大部分是学校选拔出来的优秀学生,或是当地少年宫参加机器人兴趣小组的优秀学员,并要经过省、市级选拔才能参加全国的比赛。参赛队伍有严格的人数限制,其组成一般是带队教师和参赛学生。在国外,除了以学校为单位组织的参赛队伍外,许多具有一定规模的机器人俱乐部也允许组队参赛。很多家长也会带领自己的孩子,以家庭或社区为单位参赛。由此可见,国外竞赛的辐射面更广,参赛队伍的来源更广泛,反映了国内外社会对机器人价值认识上的差距。

2.指导力量

国内参赛队伍主要由学校教师或机器人公司的技术人员进行指导。由于国内竞赛的功利性太强,学校大多为了成绩和奖项而参加竞赛,所以在某些竞赛中,甚至出现教师或公司的技术人员在竞赛现场帮助学生调试、修改程序等现象,使得本应是学生的竞赛变成了教师的比赛、厂商的竞争,而学生未能真正体会竞赛的乐趣和刺激。国外的参赛队伍多会聘请大学教授或企业的工程师作为辅导教师。他们仅从技术研究等角度进行指导,在比赛的研究和准备阶段,绝对让学生自己参与研究,注重让学生在活动过程中提高能力。例如美国麻省理工学院(MIT)每年都安排大学生与很多中小学校进行MIT科技夏令营活动,指导学生制作机器人。这就是一种长期的、延续性的指导力量。

3.经费来源

国内参加竞赛的队伍由于代表学校或地区,其主要经费来源于学校或当地教育部门。虽然当前的机器人竞赛开展得如火如荼,但机器人竞赛的价值并未得到学校领导的真正认可,竞赛有时甚至成了领导的“面子工程”,一旦无法取得优异的成绩,后期的经费支持就会减少甚至中断。美、日等发达国家则不同,它们不仅有获得政府或企业支持的参赛队伍,还有自掏腰包的业余爱好者,其广泛的、稳定的经费来源,成了机器人竞赛快速发展的“助推器”。

4.评价方式

目前,国内多数机器人竞赛只注重现场表现,对机器人创意竞赛的关注度是不够的。这势必会造成参赛机器人“千人一面”,如在灭火方式的选取上,大多采用风扇吹风灭火,稍有创意的参赛者换用气球灭火,而采用压缩空气、二氧化碳等方法灭火的几乎没有。同时,国内的评价机制还不能充分、全面地体现学生的能力水平。以FLL机器人世锦赛为例,答辩成绩占总成绩的50%,且整个答辩分为3部分,每部分20分钟。而在国内的竞赛上,答辩成绩仅占总成绩的20%,且答辩时间限制在5分钟以内,无法检验学生的真实水平。

几点建议

机器人竞赛的目的,一是为了推动机器人技术的发展,二是为了培养学生的科学素养。但显然目前国内的竞赛对学生创新意识和能力的重视不够。如何构建一个真正体现学生的能力和水平的竞赛环境和社会环境呢?

首先,制定统一的技术标准,增强兼容性,降低学校的参赛成本。目前,我国的教育机器人产品差异性较大,且自成体系,互不兼容。这在很大程度上制约了教育机器人的使用和推广。只有通过政府和企业制定统一的标准,才能生产出低价、实用、兼容性强的机器人产品,从而降低参赛门槛,提高参赛学校的普及面。

其次,在竞赛评价和奖励措施设置上,应按照多种评价体系,设立多种奖项。例如在机器人灭火竞赛中,可以设置创意奖,还可以借鉴国外赛事的奖励措施,用奖金对优胜选手进行奖励,在减轻学校或学生负担的同时,也提高了学生参赛的积极性。

再次,围绕竞赛开展机器人教学,以使学生充分熟悉各项比赛规则。同时,还应注重教材编写、案例整理,对机器人教育理念进行广泛的推广。

最后,增加以地区甚至社区为单位组织的机器人竞赛,获取社会与企业的支持或赞助。

参考文献

[1]孙媛媛,何花.浅谈国际机器人竞赛[J].上海教育科研,2005(2):52-54.

[2]Robot Competition FAQ[DB/OL].[2007-10-28]. http://robots.net/rcfaq.html.

[3]Robin R.Murphy. Using robot competitions to promote intellectual development[J],AI Magazine; Spring 2000;21,1; ProQuest Science Journals.

[4]中国学生的机器人灭火比赛为何入俗套[EB/OL].[ 2007-10-28].http://www.robotsky.com/mat/fire/2007-02-13/217.html.