栗可文：2015世界青少年机器人邀请赛

栗可文

机器人一词第1次在人类的幻想作品中出现已经过去90多年，第1台数控工业机器人原型机诞生也过去了半个世纪。今天，机器人已经渗透进人类社会的各个领域，工业、军事、医疗、飞行、水下……更有一些不完全符合人们对机器“人”印象的机器人已经完美地融入了我们的生活，而机器人的发展也向着更广阔的领域、更符合人类需求的方向前进。

2014年6月，习近平总书记在两院院士大会上的讲话中指出：“机器人是‘制造业皇冠顶端的明珠，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。”我国的机器人技术和制造能力需要尽快提升，以面对“机器人革命”引发的高层次竞争。在机器人革命带来的发展机遇期，中国科协、工业和信息化部、北京市人民政府于2015年11月23-25日共同举办了2015世界机器人大会，以期通过高水平的国际学术交流和世界机器人前沿技术和成果的展示，为我国机器人技术和产业的发展提供外部参考，为行业决策者和从业人员搭建与国际同行交流的平台。

在这次机器人大会上，还有一个特殊的板块——2015世界青少年机器人邀请赛，希望联合国际优秀竞赛平台，为各国青少年和机器人教育工作者打造展示和交流的舞台。同时，通过创造性、专业性、趣味性为一体的竞赛活动，传播推广机器人创新文化和理念，促进我国机器人竞赛和教育活动与世界接轨。

WRO、VEX、FTC、FRC齐聚一堂

本次邀请赛共设4个赛项：WRO世界青少年机器人奥林匹克竞赛常规赛（小学组、初中组），VEX机器人工程挑战赛（中学组、高中组），FTC机器人科技挑战赛（高中组），FRC机器人设计挑战赛（高职组）。4项比赛各具特点，在国际上都有较高知名度，每年全球有超过38000支队伍参与这4个赛项不同级别的比赛。而这4个赛项齐聚同一比赛尚属首次。

在参赛队方面，有来自埃及、德国、加拿大、美国、英国、墨西哥、马来西亚、菲律宾、俄罗斯、巴林、蒙古、澳大利亚、中国等13个国家和港澳台地区的145支参赛队，520名选手、172名教练员参赛。其中国际队伍42支、港澳台队伍33支、国内队伍70支。500多名参赛选手中有91名女选手，占总数的17.5%。

比赛规则和赛程安排完全按照国际比赛要求设置。其中WRO常规赛采用2015赛季规则，经过资格赛和冠军赛决出冠亚季军；VEX机器人工程挑战赛采用2015 2016赛季规则，经过资格赛、四分之一竞赛、半决赛和决赛决出冠亚季军；FTC机器人科技挑战赛和FRC机器人设计挑战赛分别采用2014、2013赛季规则，经过资格赛、淘汰赛和冠军赛决出冠亚季军。在比赛形式方面，除WRO为每队独自完成指定任务，其余3项比赛均用联队制，即进行2-2或3-3对抗。

11月22日下午，刚刚在北京度过一夜的各国选手们来到国家会议中心第4展厅进行场地和器材测试，为第2天的正式比赛作最后的准备。测试结束后，全体参赛选手和教练员参加了“友谊之夜”联欢活动，学生们在台上表演了自己编排的精彩节目，在台下结识了志同道合的新朋友，整个活动以轻松愉快的氛围拉开了邀请赛的序幕。

11月23日，比赛正式开始，学生们经过前一天的适应场地和联欢活动，已经进入了比赛状态，但是赛场内的气氛却并不紧张，上场的选手们相互鼓劲，并肩合作；而未上场的队伍在调试完自己的机器人后也都围到赛台边为场上选手加油助威。一天比赛结束后，来自不同国家和地区的选手们已经成了很谈得来的朋友。

24日上午虽然是决赛和冠军之争，但是场内气氛仍然很活跃，没有通过资格赛的队伍，虽有遗憾但仍然在场边为自己的新朋友加油。经过2天的比拼，4个赛项共产生25项大奖，分别由中国、加拿大、澳大利亚、墨西哥、埃及、俄罗斯、美国的参赛队获得。24日下午的颁奖典礼上，国际机构学与机械科学促进联合会（IFTOMM）主席Marco Ceccarelli，国际机器人研究基金会（IFRR）主席、斯坦福大学教授Oussama Khatib，20132014 IEEE第10区主席福田敏另教授受邀出席，并为学生们颁奖。颁奖典礼以各国选手活力十足的舞蹈结束，为邀请赛画上了完美的句点。

交流经验 释放思想 享受比赛

邀请赛的活动安排和组织形式借鉴了国际青少年机器人竞赛的经验，以选手为本，充分考虑参赛者的需求，注重交流和创新氛围的营造，使学生们在场上场下都能释放自己的思想和能量，不受拘束地沉浸于对机器人的热爱之中，享受比赛过程。不论是成功的喜悦、失败的遗憾、针锋相对时的坚持，又或者是结识新朋友的快乐，都成为值得回味的记忆。“参加世界青少年机器人邀请赛，觉得和队友们一下就长大了，”来自天津第二南开学校的队长徐先屹介绍说，“觉得我们离梦想又近了一步。”来自墨西哥的The Bears队获得了此次FTC机器人科技挑战赛的冠军，教练员Mamuel接受采访时激动地说：“这个比赛太棒了！我们获得了冠军，我们不是赢在技术，而是赢在团队合作。”来自澳大利亚的华裔Nigel是第一次参加国际比赛，第一次代表国家队出战，觉得很开心。

虽然受场地限制，每个赛项的规模比起单项的国际赛事来说都不算大，但是每个赛项组织的基础条件，以及大型活动安排都达到了国际赛事的基本要求。因此邀请赛的赛场上，参与不同赛项的中外青少年可以与志趣相投的同龄人交流参赛体验及设计制作机器人的经验，教练员们可以与同行交换指导和带队经验，这对所有参与比赛的人都是难得的体验。

这次邀请赛是首次在国内举办的国际性机器人赛事，而且包含多个赛项，对国内喜爱机器人的孩子们来说是一次不可多得的在家门口观看比赛的好机会。在正式比赛的2天时间里，邀请赛场地内观众络绎不绝，其中有很多是家长带着孩子来开眼界的，甚至有很多特意从外地赶来。来自河北邯郸的一位家长表示，这样的国际比赛既能开拓孩子的视野，也能促进孩子的全面发展。

提高青少年综合素质，符合创新人才培养需求

此次邀请赛在规则制订和组织方式上均参照国际竞赛标准和要求，突显每个赛项的特点，力图将几项国际比赛的核心价值和最吸引人的画面原汁原味地呈现在邀请赛的赛场上。从结果看，我们的初衷基本上得以实现，而过程中，我们也更深刻地认识到机器人竞赛活动针对青少年教育的综合全面的作用和价值。

机器人竞赛活动以机器人为核心，以竞赛为载体，通过充满趣味性和挑战性的内容引起不同年龄段学生对机器人的兴趣。这种活动形式不仅可以满足不同年龄青少年对STEM学习的需求，其动手实践、模拟解决现实问题的特点也让青少年能够接触到真实世界的工程问题，将课堂上概念化的知识转化为解决问题的方法。竞赛要求学生自己动手设计和制作机器人，完成具有挑战性的比赛任务。在这一过程中，学生要在对规则进行充分解读的基础上，利用自己的工程、数学、计算机等方面的知识设计出机器人，让自己的机器人结构更合理、功能更具有针对性，能够以最短的时间完成比赛任务，或在对抗中展示出更卓越的性能。在机器人设计、制作和实际运行的过程中，每时每刻都在考验学生对科学、技术、工程、数学知识的理解和应用。

机器人竞赛与其他科技类竞赛活动不同的一点是，学生必须以团队为单位进行作业，从设计到搭建，从编程到调试，既有分工又有合作，使学生在参与机器人活动的过程中逐渐建立起独立意识和合作意识，并习惯二者之间的转换和关系，对学生独自解决问题的能力，以及团队合作精神的养成有明显的促进作用。一些优秀的国际竞赛项目还要求团队具备筹资、品牌设计、营销等方面的能力，既可以锻炼学生的演讲技能，培养商业意识，还可以通过倡导公平守信、团结合作和执著敬业等高尚品德价值，全方位促进人的发展，符合创新人才培养和素质教育的需求。

借这次邀请赛之机，将国际知名竞赛请进来，对国内机器人教育工作者、机器人活动组织者来说是难得的学习机会。

首先从规则上看，4个赛项都兼顾了专业性和趣味性，而且给学生很大的创造空间。不同年龄考查重点不同，小学侧重基础STEM知识的学习和应用，中学注重培养学生的创造能力、战略思维、解决问题和团队建设能力，高中高年级和高职阶段则更偏向于专业化技能的培养和解决实际工程问题。虽然在不同年级各有侧重，但同一系列赛事中各个阶段的比赛是连贯的，适应学生知识水平的提升和能力的发展。

不光是专业，国际机器人知名赛事还有一个特点是，不但学生本人玩得尽兴，在场外观看的人也感到很过瘾。有时观众们可能并不熟悉规则，也不知道学生每一步都在做什么，但比赛呈现出来的形态让人觉得有意思，想进一步了解，这在国内竞赛中还不多见。

相比国际著名赛事，国内的机器人竞赛活动中对规则的研发投入不够，一是缺少具备机器人教育和竞赛规则研发能力的专业人员，二是研发经费占活动总经费比例较低。要提升比赛的可参与性和对学生的吸引力，我们还需要加大对规则研发的投入，跳出传统思维，打破现有的形式和框架，尝试引入新理念（如创客），使机器人竞赛活动对学生STEM知识的掌握和应用能力的培养作用得到进一步释放。

WRO常规赛、VEX机器人工程挑战赛、FTC机器人工程挑战赛、FRC机器人设计挑战赛，这4项赛事一直坚持自己的核心价值，并且经过多年沉淀已孕育出独特的理念和竞赛文化。像美国FIRST?机构所组织的系列机器人赛向参与者传播的口号和理念“不仅仅是机器人”，其隐含的意思是：机器人比赛仅仅只是冰山浮出水面的那一部分，坚实的基础还在于广泛的STEM基础教育和创新的文化和价值观。这种对机器人竞赛文化和价值观的有意识培育是我国机器人竞赛活动缺失的一环，我们需要在今后的活动中加强引导，大力倡导创新精神、团结协作、诚实守信，引导学生和教练员接受不重输赢、重过程与收获的竞赛价值，积极创造自由宽松的比赛氛围，让选手们能够充分展示个性，摆脱压力和约束，享受比赛过程。

这次邀请赛上我们还看到国际竞赛在整合社会力量和资源方面的优势。优秀的国际机器人竞赛的组织运营模式是一种非常出色的社会创新。由于高水平的比赛规模大，对科学教育和社会发展贡献突出，吸引了社会机构和企业的大力支持。如FTC赛事由波音公司和高通公司赞助，VEX赛事获得美国太空总署、卡耐基梅隆大学、美国易安信公司的支持，很多知名大学也为竞赛设立奖学金。国际竞赛的组织方一般为非营利机构，其活动资金来源的绝大部分是社会资助。因此与企业、社会机构、大学等建立起长期稳定双赢的合作关系在国际竞赛的组织中是十分重要的一部分，外部资助不但能为竞赛提供稳定的资金支持，还能够提供技术、人才、开发工具等各方面的资源，使竞赛发展走向良性循环。

国内的机器人竞赛中也已经有社会力量加入，但参与的程度和发挥的作用与国际成熟赛事相比还有不小差距。国际经验可以借鉴，但不能全盘照搬，还需要根据我们竞赛的特点和需要，摸索出竞赛活动社会化的方向和模式，探索与企业、社会团体在竞赛组织、资源开发、延伸性活动方面如何合作，才能达到双方利益最大化，将资源集中到机器人竞赛活动这个平台上，再通过这个平台扩散到每一个学生身边。