深度助推产 学研融合发展

依米 袁雯竹 罗颖娟 倪妮

2021年10月16—17日，2021国际自主智能机器人大赛于北京科学中心举办，各大高校的人形机器人“驯服”高手聚集于此，展开了激烈的角逐。大赛为人工智能、集成电路等领域发现并培育优秀人才提供了渠道，也为国内外产学研交流搭建了桥梁，助力行业快速健康发展。

赛事生机勃勃，引领科技和产业发展

国际自主智能机器人大赛从2019年开始举办，如今已是第三届，参赛队伍也从2019年的35支中外团队扩大到2020年的78支，以及2021年的110支团队。此外，参赛队伍来自欧洲、亚洲、非洲等，赛事的国际性也十分显著。“三年来我们的组织形式日益规范，赛事活动日益丰富，参赛队伍越来越多，影响力越来越大”，本届大赛执行主席、清华大学集成电路学院教授王志华表示，这些都充分体现了机器人产业的研究与发展，不仅仅是社会的热点话题，还是引领当前世界科技与产业发展的重要力量，是引领社会变革，推动科技发展的重要引擎之一。

在机器人领域的众多全球赛事中，有些注重展示性，有些注重科普性，国际自主智能机器人大赛是凭借什么吸引到越来越多的团队参赛？为什么有越来越多的产学研各方参与到赛事中来？王志华总结为四方面：第一是自主，机器人提前完成学习，但在比赛时完全自主;第二是开源性，获奖选手在竞赛结束后需要把软硬件提交开源平台，供后来者学习改进;第三是学术性，大赛后续还会举办相关国际会议和竞赛擂台，营造学术研究氛围;第四是客观性，以竞赛标准为依据，不人为评判输赢。

在王志华看来，连续几年举办机器人国际赛事，其实还有着更深层次的时代背景。面对新一轮科技革命和产业变革的突飞猛进，坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，把科技自立自强作为国家发展的战略支撑，是大势所趋。在这场革新中，人工智能无疑成为引领变革、推动发展的重要引擎，并将对经济社会的发展产生深远影响。而机器人作为人工智能研究与应用的关键环节，也成为国内外竞技的重要赛道，举办自主智能机器人大赛成为推动全行业自主创新、高质量发展的重要抓手。2021年的大赛还特别设置创业论坛，让机器人领域的创业者与参赛选手畅谈。

“通过举办大赛，搭建起人工智能与集成电路、软件、机器人领域的产学研用相结合。”展望未来，王志华希望：“我们的赛事成为‘学者’（这个学者是今天的学者以及未来的学者）展示学术成果、交流学术思想、启发创新思维、积累实战经验、发现创业机会的平台。”

增加新赛道，提升竞技宽度和深度

本届大赛技术委员会主任、清华大学电子工程系研究生导师张春介绍，本届大赛在延续往届标准赛的基础上，与时俱进更新了3项新赛道，包括宫格赛、夺宝赛、竞速赛。这些赛道的设置为大赛增添了更多趣味性，也对参赛者提出了更高的要求。同时针对疫情特殊性，本届大赛增设了线上赛环节，包括标准赛和5乘5足球对抗赛。

标准赛对机器人的运动性能要求较高，在一个类似于U字形的赛道上，机器人需要避开坑洞、障碍物，还需要跨过栏杆门洞、走过独木桥，完成踢球进洞、上下台阶等一系列复杂任务。宫格赛设置成九宫格，更多强化机器人在深度学习和人工智能方面的能力，考察机器人对不规则物体的识别，赛道中设置一些小型玩具和障碍物，机器人需要通过深度学习规划行进路线，在既定时间内根据任务要求抓取给定的物品并放到出口。与其他几项赛道使用30厘米高的小型机器人不同，夺宝赛需要使用65厘米高的中型机器人。尺寸变大，意味着可以执行更复杂的运算，能综合运用人工智能、无人驾驶中的视觉定位导航技术等，夺宝赛的机器人是真正具备自主能力和学习能力的。竞速赛设置10米长赛道，单纯考察机器人的跑步速度，希望选手在这个赛项中对机器人做更多的改造，大幅度提升机器人的行走、运动性能。“机器人发明数十年以来，一直希冀于其能跑起来，对机器人软件和算法等有很多要求，目前只有很少的机器人实现了跑起来。”张春说，希望将10米竞速赛做成机器人标准赛，成为业内标杆。

“近年来，国内人形机器人的发展展现出蓬勃之势，在与日韩等国的较量中迎头赶上，但在高端机器人的研发上还存在一定差距，在某些细分领域，国内机器人可与国外媲美，甚至超越。”在张春看来，通过一系列机器人大赛和开源平台，可以促进行业快速发展。

学以致用，拒绝纸上谈兵

屏息、注目、凝眉……在人形机器人行进过程中，参赛者的心情，紧张又忐忑，生怕机器人走错一步。经过两天激烈的角逐，南方科技大学Robot Never Get Tired队（现场赛）和清华大学深圳研究生院THU-bot队（虚拟赛）获得一等奖。南方科技大学Thank you for spending so much time reading our team name队、东莞理工学院Uranus队等13支队伍获得二等奖，清华大学World One Big队、中山大学SYSU-Dynamics队等15支队伍获得三等奖，南方科技大学SUSTC kunkun队、德国汉堡大学Hamburg Bit-Bots队等14支队伍获得优秀奖。

“我们从赛制刚公布就开始为大赛做准备了，并在暑期进行了大量的练习，即便大赛推迟举办，我们也丝毫不敢松懈。” 南方科技大学Robot Never Get Tired队的队长谭雍昊坦言，这也是他们获得好成绩的一大原因。在他们看来，每个人各司其职、团结合作，才能将所有人的优势发挥到极致，感受机器人大赛真正的魅力。

机器人大赛中还体现着“传帮带”精神。来自华中科技大学集成电路专业的胡澳，曾是往届大赛的参赛选手，2021年的他则成为了两个本科生团队的带队老师。“比赛对算法和编程能力要求较高，要熟悉机器人舵机控制等”，胡澳坦言这对非计算机专业的学生“挺难的”，但参赛的过程收获更多——遇见了学界大咖，也在与其他高校参赛者的交流中了解技术应用情况。还有多位参赛者都表示，参赛可以锻炼动手和探索能力，对学业和未来就业都非常有帮助。

拿到宫格赛冠军的伍超杰，看上去淡定又轻松。他是清华大学电子系一名大四学生，这场比赛他最大的收获是“训练了抗压能力”，在面对各种现场的突发状况时，他学会了沉稳应对。2021年春季学期，伍超杰选修了一门校内机器人课程，“学以致用”就是他的参赛初衷。而这门课的主讲老师也是本次大赛的技术委员会委员、清华大学电子工程系副教授张沕琳。

“清华大学电子系在大三会开设大量软硬件相关课程，让学生亲手把算法落地到硬件场景上。”在张沕琳看来，学生学习不能是纸上谈兵，还要能够撸起袖子干工程。张沕琳认为，企业想要的不是招进来还要二次培养的学生。参赛可以极大地提升学生对复杂软硬件系统协同调试的能力，更接地气，就业更具优势。

机器人技术涉及多个细分学科，在清华计算机系、自动化系、精仪系、电子系、集成电路学院等都有机器人相关专业课程，考查学生多学科交叉应用能力。“参赛团队可以使用官方提供的机器人，也可以自己DIY機器人，参赛者需要具备机械结构、电子控制、图像处理、深度学习、人工智能、运动规划、基于视觉的导航和定位等多学科交叉知识。”张春表示，机器人比赛是一项综合能力比赛，重点培养和考查学生的创新能力，并借此筛选出优秀的机器人领域相关人才，打通高校与企业的就业渠道。