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助推创新能力培养各大国际机器人大赛盘点

作者:整理 宋伟
在一些科幻大片里,机器人普遍存在于未来世界中,成为人类的伙伴、保姆、家庭成员,甚至还可能会取代人类从而统治世界。随着科学技术突飞猛进的发展以及教育理念的不断更新,作为综合了信息技术、电子工程、机械工程、控制理论、传感技术甚至AI人工智能等前沿科技的机器人技术也在为教育改革贡献自己的力量。

为了推动机器人技术的发展,培养青少年学生的创新能力,这些年来在全世界范围内相继出现了一系列的机器人竞赛。这些机器人系列比赛以推动技术进步为主要着眼点,不过多数针对中小学生的综合性比赛则更加侧重于教育意义,甚至有的比赛在高考时还会有额外的政策扶持。话不多说,今天我们就来盘点一下国际上针对青少年学生群体的各大机器人大赛。

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RoboRAVE国际机器人大赛

RoboRAVE是一项由英特尔公司主要赞助和支持的国际机器人竞赛,它于2001年起源于美国新墨西哥州。RoboRAVE因其易上手、教育性和趣味性强的特点,在近些年得到了迅速发展。目前,除美国本土学生外,中国、法国、西班牙、日本、阿根廷、哥伦比亚、墨西哥、捷克和印度等10余个国家的学生也已经参与其中。从2012年开始,中国就加入了RoboRAVE的大家庭,并成为了亚洲区的组织国,同时中国组委会也兼任RoboRAVE的亚洲组委会,担负RoboRAVE在中国乃至亚洲地区的推广和组织工作。

在赛制安排上,RoboRAVE竞赛中的学生需要以团队形式参赛,设计、搭建并用电脑编程控制全自主机器人完成比赛任务。比赛项目则有循线挑战项目、灭火挑战项目、机器人创新挑战项目、骑士比武挑战赛、冰壶挑战赛、勇攀高峰等,侧重于机器人教育的普及。

2013年5月,第一支中国青少年队伍参加RoboRAVE国际总决赛并获得创新大奖;2014年5月,中国代表团在国际总决赛中一举斩获9枚奖牌;2015年5月,这次中国青少年选手们的表现更为突出,与来自世界各国的560多支代表队,1700多名选手同场竞技拼搏,收获了十几项大奖。如今,每年有近千名来自全国各地的选手参加在北京的亚洲区域赛,而每年的RoboRAVE国际机器人大赛亚洲区比赛都会通过央视报道传播,被央视作为素质教育中的机器人模块进行宣传。

Botball国际机器人大赛

Botball国际机器人大赛起源于麻省理工大学,目前已经有18年的发展历史。它最初作为麻省理工学院MIT本科生6.270课程及竞赛活动出现,受到了MIT学生的普遍认同和欢迎。由于此项活动的教育特质明显,与美国所推行的STEM(科学、技术、工程和数学)教育理念高度契合,自1997年起,BotBall便被推入初高中教育阶段,成为一项以中学生教育为主旨的国际机器人竞赛,其内容设计基于美国国家科学教育标准,并紧紧围绕培养科学素养和探究精神而展开。经过18年的发展,如今此项竞赛已经成长为美国乃至国际上具有非凡影响力的青少年教育机器人活动。

Botball是典型的机器人工程挑战赛,它为学生创造了一个在有限时间和有限资源的前提下解决一个贴近实际的工程问题的机会。该比赛强调公平竞赛原则,所有参赛队伍都使用官方提供的同样标准器材进行搭建和编程,以团队的方式完成一项机器人挑战任务,其间队员们需要亲自动手利用官方提供的控制器、驱动器、传感器和结构套件动手搭建自主机器人(无遥控)。不仅如此,他们还需要完成一系列的工程报告。

它的赛区除美国本土以外,还设有欧洲、卡塔尔(阿拉伯)、中国、加拿大、非洲5个海外分赛区。在中国,Botball于2014年进入中央电教馆“全国中小学电脑制作活动”比赛平台,成为正式比赛项目。现如今,每年有几千名各省市学生参与到这项比赛中,与全球其他学生争夺冠军大奖。

FTC(FIRST Tech Challenge)机器人科技挑战赛

FTC(FIRST Tech Challenge)机器人科技挑战赛是由美国非盈利机构FIRST主办的针对14-18岁高中生的国际性机器人比赛,如今每年约有超过250000名高中生参加。在比赛中,FTC团队要负责机器人的设计、搭建、编程并在随机决定的联盟中与对手比赛,FTC团队还要在不动手参与比赛的原则下为参赛队员出谋划策。

2011年,FTC在中国的国际学校试点赛成功举办。如今,FTC赛事分为资格赛和锦标赛。在锦标赛中,团队来自三个区域性锦标赛(中国赛区),然后基于选拔结果参加全球总决赛争夺世界冠军。到2015年为止,FTC在中国共设有北京赛区(北京教委主办)、华北赛区(北京理工大学)、华东赛区(西交利物浦大学)、华南赛区(华南理工大学)和西南赛区(重庆大学)、上海赛区和深圳赛区等7个赛区,比赛队伍超过300支。2010年,北京理工大学、东南大学、大连理工大学、哈尔滨工业大学、华南理工大学、天津大学、同济大学、西北工业大学、重庆大学等9所高校在同济大学签署《卓越人才培养合作框架协议》。在参加全国选拔赛获胜的优胜代表队有机会参加“卓越联盟”高校举行的自主考试,这些高校在招生上会给予相应的政策扶持,而且所有FTC参赛队员都可申请FIRST奖学金,到美国、加拿大、澳大利亚和墨西哥的大学就学。

VEX机器人世界锦标赛

VEX机器人世界锦标赛于2003年在美国创办,每年吸引着全球40多个国家,数百万青少年参与选拔,角逐参加总决赛的荣誉席位。这是一项旨在通过推广教育型机器人,拓展中小学生和大学生对科学、技术、工程和数学领域兴趣,提高并促进青少年的团队合作精神、领导才能和解决问题能力的世界级大赛。

针对VEX机器人世界锦标赛,现在国内设有VEX中国公开赛、VEX亚洲公开赛。在比赛项目上,针对不同的组分别设有VEX IQ、VEX EDR以及VEX U等不同等级的项目。VEX IQ挑战赛是面向8-14岁小学、中学生开展的一项新的STEM计划,为其提供开放式机器人研究项目挑战。学生们在老师与教练的指导下,运用VEX IQ智能平台,通过设计、搭建和编程创造一个机器人,以竞赛的形式完成工程挑战。针对比赛挑战,VEX IQ的队伍要通过团队协作,展示他们在驱动控制,自主技能挑战等方面的专业能力去赢得分数。

VEX EDR则是针对11-18岁的初中和高中学生所举办的机器人项目,这个项目中每年都会有一个新的工程挑战项目以竞赛的形式被提出,学生们在老师与教练的指导下,在小组中搭建创新机器人,包含自动和手动的方式,在资格赛、淘汰赛和技能挑战赛中展开角逐。而VEX U则面向18岁及以上的大学生开放,将比赛拓展到一个新的层次。在这个竞赛中,每个团队需要搭建两个创新型机器人作为搭档,在资格赛、淘汰赛和技能挑战赛中赢取尽可能多的分数。

 

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