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助推創新能力培養各大國際機器人大賽盤點

時間:2024-11-01 02:28:55

在一些科幻大片裡,機器人普遍存在于未來世界中,成為人類的夥伴、保姆、家庭成員,甚至還可能會取代人類從而統治世界。随着科學技術突飛猛進的發展以及教育理念的不斷更新,作為綜合了信息技術、電子工程、機械工程、控制理論、傳感技術甚至AI人工智能等前沿科技的機器人技術也在為教育改革貢獻自己的力量。

為了推動機器人技術的發展,培養青少年學生的創新能力,這些年來在全世界範圍内相繼出現了一系列的機器人競賽。這些機器人系列比賽以推動技術進步為主要着眼點,不過多數針對中小學生的綜合性比賽則更加側重于教育意義,甚至有的比賽在高考時還會有額外的政策扶持。話不多說,今天我們就來盤點一下國際上針對青少年學生群體的各大機器人大賽。

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RoboRAVE國際機器人大賽

RoboRAVE是一項由英特爾公司主要贊助和支持的國際機器人競賽,它于2001年起源于美國新墨西哥州。RoboRAVE因其易上手、教育性和趣味性強的特點,在近些年得到了迅速發展。目前,除美國本土學生外,中國、法國、西班牙、日本、阿根廷、哥倫比亞、墨西哥、捷克和印度等10餘個國家的學生也已經參與其中。從2012年開始,中國就加入了RoboRAVE的大家庭,并成為了亞洲區的組織國,同時中國組委會也兼任RoboRAVE的亞洲組委會,擔負RoboRAVE在中國乃至亞洲地區的推廣和組織工作。

在賽制安排上,RoboRAVE競賽中的學生需要以團隊形式參賽,設計、搭建并用電腦編程控制全自主機器人完成比賽任務。比賽項目則有循線挑戰項目、滅火挑戰項目、機器人創新挑戰項目、騎士比武挑戰賽、冰壺挑戰賽、勇攀高峰等,側重于機器人教育的普及。

2013年5月,第一支中國青少年隊伍參加RoboRAVE國際總決賽并獲得創新大獎;2014年5月,中國代表團在國際總決賽中一舉斬獲9枚獎牌;2015年5月,這次中國青少年選手們的表現更為突出,與來自世界各國的560多支代表隊,1700多名選手同場競技拼搏,收獲了十幾項大獎。如今,每年有近千名來自全國各地的選手參加在北京的亞洲區域賽,而每年的RoboRAVE國際機器人大賽亞洲區比賽都會通過央視報道傳播,被央視作為素質教育中的機器人模塊進行宣傳。

Botball國際機器人大賽

Botball國際機器人大賽起源于麻省理工大學,目前已經有18年的發展曆史。它最初作為麻省理工學院MIT本科生6.270課程及競賽活動出現,受到了MIT學生的普遍認同和歡迎。由于此項活動的教育特質明顯,與美國所推行的STEM(科學、技術、工程和數學)教育理念高度契合,自1997年起,BotBall便被推入初高中教育階段,成為一項以中學生教育為主旨的國際機器人競賽,其内容設計基于美國國家科學教育标準,并緊緊圍繞培養科學素養和探究精神而展開。經過18年的發展,如今此項競賽已經成長為美國乃至國際上具有非凡影響力的青少年教育機器人活動。

Botball是典型的機器人工程挑戰賽,它為學生創造了一個在有限時間和有限資源的前提下解決一個貼近實際的工程問題的機會。該比賽強調公平競賽原則,所有參賽隊伍都使用官方提供的同樣标準器材進行搭建和編程,以團隊的方式完成一項機器人挑戰任務,其間隊員們需要親自動手利用官方提供的控制器、驅動器、傳感器和結構套件動手搭建自主機器人(無遙控)。不僅如此,他們還需要完成一系列的工程報告。

它的賽區除美國本土以外,還設有歐洲、卡塔爾(阿拉伯)、中國、加拿大、非洲5個海外分賽區。在中國,Botball于2014年進入中央電教館“全國中小學電腦制作活動”比賽平台,成為正式比賽項目。現如今,每年有幾千名各省市學生參與到這項比賽中,與全球其他學生争奪冠軍大獎。

FTC(FIRSTTechChallenge)機器人科技挑戰賽

FTC(FIRSTTechChallenge)機器人科技挑戰賽是由美國非盈利機構FIRST主辦的針對14-18歲高中生的國際性機器人比賽,如今每年約有超過250000名高中生參加。在比賽中,FTC團隊要負責機器人的設計、搭建、編程并在随機決定的聯盟中與對手比賽,FTC團隊還要在不動手參與比賽的原則下為參賽隊員出謀劃策。

2011年,FTC在中國的國際學校試點賽成功舉辦。如今,FTC賽事分為資格賽和錦标賽。在錦标賽中,團隊來自三個區域性錦标賽(中國賽區),然後基于選拔結果參加全球總決賽争奪世界冠軍。到2015年為止,FTC在中國共設有北京賽區(北京教委主辦)、華北賽區(北京理工大學)、華東賽區(西交利物浦大學)、華南賽區(華南理工大學)和西南賽區(重慶大學)、上海賽區和深圳賽區等7個賽區,比賽隊伍超過300支。2010年,北京理工大學、東南大學、大連理工大學、哈爾濱工業大學、華南理工大學、天津大學、同濟大學、西北工業大學、重慶大學等9所高校在同濟大學簽署《卓越人才培養合作框架協議》。在參加全國選拔賽獲勝的優勝代表隊有機會參加“卓越聯盟”高校舉行的自主考試,這些高校在招生上會給予相應的政策扶持,而且所有FTC參賽隊員都可申請FIRST獎學金,到美國、加拿大、澳大利亞和墨西哥的大學就學。

VEX機器人世界錦标賽

VEX機器人世界錦标賽于2003年在美國創辦,每年吸引着全球40多個國家,數百萬青少年參與選拔,角逐參加總決賽的榮譽席位。這是一項旨在通過推廣教育型機器人,拓展中小學生和大學生對科學、技術、工程和數學領域興趣,提高并促進青少年的團隊合作精神、領導才能和解決問題能力的世界級大賽。

針對VEX機器人世界錦标賽,現在國内設有VEX中國公開賽、VEX亞洲公開賽。在比賽項目上,針對不同的組分别設有VEXIQ、VEXEDR以及VEXU等不同等級的項目。VEXIQ挑戰賽是面向8-14歲小學、中學生開展的一項新的STEM計劃,為其提供開放式機器人研究項目挑戰。學生們在老師與教練的指導下,運用VEXIQ智能平台,通過設計、搭建和編程創造一個機器人,以競賽的形式完成工程挑戰。針對比賽挑戰,VEXIQ的隊伍要通過團隊協作,展示他們在驅動控制,自主技能挑戰等方面的專業能力去赢得分數。

VEXEDR則是針對11-18歲的初中和高中學生所舉辦的機器人項目,這個項目中每年都會有一個新的工程挑戰項目以競賽的形式被提出,學生們在老師與教練的指導下,在小組中搭建創新機器人,包含自動和手動的方式,在資格賽、淘汰賽和技能挑戰賽中展開角逐。而VEXU則面向18歲及以上的大學生開放,将比賽拓展到一個新的層次。在這個競賽中,每個團隊需要搭建兩個創新型機器人作為搭檔,在資格賽、淘汰賽和技能挑戰賽中赢取盡可能多的分數。
   

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