國際上最早的機器人競賽可追溯到20世紀(jì)末,1988年日本廣播協(xié)會(ABURobocon的前身)舉辦了首屆機器人比賽。隨后,機器人競賽的發(fā)展規(guī)模不斷擴大、項目不斷完善、影響力不斷增強。據(jù)不完全統(tǒng)計,2007年,全球開展的機器人大型競賽活動就有79項之多,并已引起了各國科學(xué)家、科研人員、學(xué)生和企業(yè)界人士的共同關(guān)注。
我國機器人競賽的起步較國際比賽稍晚幾年。2001年5月,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)率先在校內(nèi)舉辦了第一屆大學(xué)生機器人跳舞比賽,從此拉開了我國機器人比賽活動的序幕。近年來,國內(nèi)機器人競賽發(fā)展迅速,比賽規(guī)則和項目也逐步與國際接軌。
機器人競賽的主要賽事
1.國際主要賽事
全球每年舉辦的機器人競賽很多,表1列舉了近年來我國學(xué)生參與較多的國際賽事和比賽項目。
2.國內(nèi)主要賽事
國內(nèi)機器人競賽大多以廣大中小學(xué)生為參賽對象,其中的一些競賽同時也作為國際賽事的選拔賽(見表2)。
國內(nèi)外機器人競賽的差異分析
1.參賽隊伍
國內(nèi)參加機器人競賽的選手大部分是學(xué)校選拔出來的優(yōu)秀學(xué)生,或是當(dāng)?shù)厣倌陮m參加機器人興趣小組的優(yōu)秀學(xué)員,并要經(jīng)過省、市級選拔才能參加全國的比賽。參賽隊伍有嚴(yán)格的人數(shù)限制,其組成一般是帶隊教師和參賽學(xué)生。在國外,除了以學(xué)校為單位組織的參賽隊伍外,許多具有一定規(guī)模的機器人俱樂部也允許組隊參賽。很多家長也會帶領(lǐng)自己的孩子,以家庭或社區(qū)為單位參賽。由此可見,國外競賽的輻射面更廣,參賽隊伍的來源更廣泛,反映了國內(nèi)外社會對機器人價值認(rèn)識上的差距。
2.指導(dǎo)力量
國內(nèi)參賽隊伍主要由學(xué)校教師或機器人公司的技術(shù)人員進(jìn)行指導(dǎo)。由于國內(nèi)競賽的功利性太強,學(xué)校大多為了成績和獎項而參加競賽,所以在某些競賽中,甚至出現(xiàn)教師或公司的技術(shù)人員在競賽現(xiàn)場幫助學(xué)生調(diào)試、修改程序等現(xiàn)象,使得本應(yīng)是學(xué)生的競賽變成了教師的比賽、廠商的競爭,而學(xué)生未能真正體會競賽的樂趣和刺激。國外的參賽隊伍多會聘請大學(xué)教授或企業(yè)的工程師作為輔導(dǎo)教師。他們僅從技術(shù)研究等角度進(jìn)行指導(dǎo),在比賽的研究和準(zhǔn)備階段,絕對讓學(xué)生自己參與研究,注重讓學(xué)生在活動過程中提高能力。例如美國麻省理工學(xué)院(MIT)每年都安排大學(xué)生與很多中小學(xué)校進(jìn)行MIT科技夏令營活動,指導(dǎo)學(xué)生制作機器人。這就是一種長期的、延續(xù)性的指導(dǎo)力量。
3.經(jīng)費來源
國內(nèi)參加競賽的隊伍由于代表學(xué)?;虻貐^(qū),其主要經(jīng)費來源于學(xué)?;虍?dāng)?shù)亟逃块T。雖然當(dāng)前的機器人競賽開展得如火如荼,但機器人競賽的價值并未得到學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的真正認(rèn)可,競賽有時甚至成了領(lǐng)導(dǎo)的“面子工程”,一旦無法取得優(yōu)異的成績,后期的經(jīng)費支持就會減少甚至中斷。美、日等發(fā)達(dá)國家則不同,它們不僅有獲得政府或企業(yè)支持的參賽隊伍,還有自掏腰包的業(yè)余愛好者,其廣泛的、穩(wěn)定的經(jīng)費來源,成了機器人競賽快速發(fā)展的“助推器”。
4.評價方式
目前,國內(nèi)多數(shù)機器人競賽只注重現(xiàn)場表現(xiàn),對機器人創(chuàng)意競賽的關(guān)注度是不夠的。這勢必會造成參賽機器人“千人一面”,如在滅火方式的選取上,大多采用風(fēng)扇吹風(fēng)滅火,稍有創(chuàng)意的參賽者換用氣球滅火,而采用壓縮空氣、二氧化碳等方法滅火的幾乎沒有。同時,國內(nèi)的評價機制還不能充分、全面地體現(xiàn)學(xué)生的能力水平。以FLL機器人世錦賽為例,答辯成績占總成績的50%,且整個答辯分為3部分,每部分20分鐘。而在國內(nèi)的競賽上,答辯成績僅占總成績的20%,且答辯時間限制在5分鐘以內(nèi),無法檢驗學(xué)生的真實水平。
幾點建議
機器人競賽的目的,一是為了推動機器人技術(shù)的發(fā)展,二是為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。但顯然目前國內(nèi)的競賽對學(xué)生創(chuàng)新意識和能力的重視不夠。如何構(gòu)建一個真正體現(xiàn)學(xué)生的能力和水平的競賽環(huán)境和社會環(huán)境呢?
首先,制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),增強兼容性,降低學(xué)校的參賽成本。目前,我國的教育機器人產(chǎn)品差異性較大,且自成體系,互不兼容。這在很大程度上制約了教育機器人的使用和推廣。只有通過政府和企業(yè)制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),才能生產(chǎn)出低價、實用、兼容性強的機器人產(chǎn)品,從而降低參賽門檻,提高參賽學(xué)校的普及面。
其次,在競賽評價和獎勵措施設(shè)置上,應(yīng)按照多種評價體系,設(shè)立多種獎項。例如在機器人滅火競賽中,可以設(shè)置創(chuàng)意獎,還可以借鑒國外賽事的獎勵措施,用獎金對優(yōu)勝選手進(jìn)行獎勵,在減輕學(xué)?;?qū)W生負(fù)擔(dān)的同時,也提高了學(xué)生參賽的積極性。
再次,圍繞競賽開展機器人教學(xué),以使學(xué)生充分熟悉各項比賽規(guī)則。同時,還應(yīng)注重教材編寫、案例整理,對機器人教育理念進(jìn)行廣泛的推廣。
最后,增加以地區(qū)甚至社區(qū)為單位組織的機器人競賽,獲取社會與企業(yè)的支持或贊助。
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