谈谈参加青少年机器人比赛的应对措施

施苇范

摘要：青少年机器人比赛是中国科协面向全国青少年开展的一项普及性科技教育活动。本文通过我参加几届青少年机器人比赛的亲身经历，总结了几点应对措施，以期能对参加青少年机器人比赛爱好者提供一些启发。

关键词：机器人;比赛;措施

我国的青少年机器人比赛于2001年创办，是中国科协面向全国青少年开展的一项将探究性学习、技能培养、知识积累融为一体的普及性科技教育活动。参加青少年机器人比赛，不但开阔了广大青少年学生的视野，而且改变了我们对一些问题的认知，学到了许多平时难以学到的知识。机器人比赛作为一个逐渐兴起的高水平比赛，需要参与者拥有丰富的想象力和创新精神，需要不断去挖掘编写程序的技巧，不断优化自身所掌握的编程方法，进而提高编程的效率与准确率。以下是我对参加机器人比赛的一些个人见解。

一、熟练掌握基础部件，为拼装打下坚实基础

以我之前参加的机器人足球比赛为例，机器人足球比赛最困难的不是在场上，而是在赛前机器人的拼装。机器人的拼装要求参赛者极其熟悉自己的机器人，要知道机器人复杂的结构，只有各个部件处于正确的位置才能组成一个“正确”的机器人。正所谓“千里之堤，毁于蚁穴”，任何一个部件的错误都会导致整个机器人的故障，因此在练習拼装的过程中要注意对于基础部件记忆的训练，熟悉各个部件的作用和配合，这样才能有方向有目的地去拼装，进而提高拼装机器人的效率与准确率。由于机器人基本结构包含各式各样的架构设备，例如足球机器人在硬件设备方面包括机器人基本结构、采集装置（摄像头、视频卡和各类传感器等）、CPU和WIFI发射装置，而在拼装时就要考虑这些结构各自有什么作用，这样就知道了选用什么样的连接架构最合适。例如视觉系统（摄像头、视频卡、传感器）是机器人的眼睛，作为足球运动员自然要“眼观六路”，所以摄像装置或传感器就应安装在机器人的各个侧面以保证足球机器人对足球的准确探测。只有熟悉了基础部件才能保证我们在拼装时省时省力。

二、重视培养合作精神和创新能力

合作是人类生存和发展的动力，也是提高创新能力的重要途径。通过合作探究，参赛选手可以获得有用信息来填补自己在信息、知识和能力方面的空白，并获得心理上的成就感，提高知识水平和促进自身解决问题的能力的发展。在机器人比赛中，要建立科学合作小组，同时要求参赛者认真思考问题，运用集体思维解决比赛问题;小组成员要大胆发表见解，培养良好的沟通技巧，善于倾听和尊重他人的意见，学会找到各部件之间的内在联系，掌握拼装的技巧。在一次基本技能比赛中，我们是用拾取装置使用的模仿人类手掌拿取动作制作的机械爪和机械臂，将物品拾取到收集装置，这种机构对于装载工具来说过于笨重，拿取物品的速度很慢，效率很低。因此我们小组的成员一致决定进行技术改造，经过大家集思广益，在对比了好几个方案后，优选出在机械设备上粘上胶带来粘连物品的方案，经过现场实践检验，参赛小组内确定了这个方案是可行的，并决定使用、优化这个方案。而这个方案最关键的问题就是胶带的选择问题，刚开始时我们选择了普通的绝缘胶带，这种胶带粘性很强，很轻易能将物品粘起，可是这种胶带弹性太大，粘上物品后很难扯出胶带。我们对几种粘性不同的胶带进行试验，找到了一种容易扯出但粘性又不错的胶带，对原胶带进行了替换。再一个问题就是胶带的回收，每一次我们都需要一个组员直接动手卷胶带，既减慢了速度，又降低技术含量，后来我们改进了设计方案，在回收装置前加了一个限制装置，这样回收装置处的胶带不但可以快速回收，而且还可直接用作前置的工作胶带。这次比赛使我认识到了合作的重要性。在平时训练中，参赛者应重视培养自己的创新能力，培养自己的想象力，特别是团结协作能力，并不断发散自己的思维，这样才能在比赛中事半功倍。

三、拓宽知识面，加强对程序的了解

如果说硬件是一个机器人的肉体，那么程序就是机器人的灵魂。编写的程序的好坏在很大程度上决定了比赛的输赢。因此在编写程序时，参赛者首先要明确比赛的要求，而后再按照比赛要求创建相应的物理系统的数学模型，再在计算机系统上进行运算，即是进行机器人系统仿真。然而很多时候比赛提出的要求是我们平常没有见过或是没有研究过的，这些问题是为强化参赛者能力而提出的，解决这些问题要求参赛者充分调动自己的知识储备，那么平时知识面的广阔就很重要了。例如在机器人足球比赛中，参赛者就需要根据现场情况决定采用分区法或相对位置法等进行防守，是否在决策中加入对控球的判断，这对参赛选手的编程水平提出很高的要求。所以拓宽知识面是很重要的。

总的来说，在机器人比赛时一定要把抽象问题变成具体问题，把繁杂的问题变成简单的问题，致力于揭示机器人概念与实际问题之间的内在联系。机器人比赛特别注重实践技能和逻辑推理，参赛者要通过分析实际情景并进行深入探索，进一步了解比赛问题的产生过程，找出其中蕴含的解决办法。因此我们在平时训练和学习过程中一定要养成良好的思考习惯，要乐于思考，勤于思考，精于思考，对知识不断地加以积累，对我们自己的知识框架不断进行优化，这样才会具有举一反三解决问题的能力。在比赛时，才能做到不慌不忙，才能在比赛中具备一定的优势，进而赢得比赛的胜利。

参考文献：

[1]叶盛.青少年机器人竞赛中的干涉现象分析及对策[J].青少年研究与实践，2016 （3）.

[2]强薇.高中学生机器人综合技能比赛辅导[J].中国科技教育，2015 （4）.