栗可文：2015世界青少年機(jī)器人邀請(qǐng)賽

栗可文

機(jī)器人一詞第1次在人類的幻想作品中出現(xiàn)已經(jīng)過(guò)去90多年，第1臺(tái)數(shù)控工業(yè)機(jī)器人原型機(jī)誕生也過(guò)去了半個(gè)世紀(jì)。今天，機(jī)器人已經(jīng)滲透進(jìn)人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，工業(yè)、軍事、醫(yī)療、飛行、水下……更有一些不完全符合人們對(duì)機(jī)器“人”印象的機(jī)器人已經(jīng)完美地融入了我們的生活，而機(jī)器人的發(fā)展也向著更廣闊的領(lǐng)域、更符合人類需求的方向前進(jìn)。

2014年6月，習(xí)近平總書記在兩院院士大會(huì)上的講話中指出：“機(jī)器人是‘制造業(yè)皇冠頂端的明珠，其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。”我國(guó)的機(jī)器人技術(shù)和制造能力需要盡快提升，以面對(duì)“機(jī)器人革命”引發(fā)的高層次競(jìng)爭(zhēng)。在機(jī)器人革命帶來(lái)的發(fā)展機(jī)遇期，中國(guó)科協(xié)、工業(yè)和信息化部、北京市人民政府于2015年11月23-25日共同舉辦了2015世界機(jī)器人大會(huì)，以期通過(guò)高水平的國(guó)際學(xué)術(shù)交流和世界機(jī)器人前沿技術(shù)和成果的展示，為我國(guó)機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供外部參考，為行業(yè)決策者和從業(yè)人員搭建與國(guó)際同行交流的平臺(tái)。

在這次機(jī)器人大會(huì)上，還有一個(gè)特殊的板塊——2015世界青少年機(jī)器人邀請(qǐng)賽，希望聯(lián)合國(guó)際優(yōu)秀競(jìng)賽平臺(tái)，為各國(guó)青少年和機(jī)器人教育工作者打造展示和交流的舞臺(tái)。同時(shí)，通過(guò)創(chuàng)造性、專業(yè)性、趣味性為一體的競(jìng)賽活動(dòng)，傳播推廣機(jī)器人創(chuàng)新文化和理念，促進(jìn)我國(guó)機(jī)器人競(jìng)賽和教育活動(dòng)與世界接軌。

WRO、VEX、FTC、FRC齊聚一堂

本次邀請(qǐng)賽共設(shè)4個(gè)賽項(xiàng)：WRO世界青少年機(jī)器人奧林匹克競(jìng)賽常規(guī)賽（小學(xué)組、初中組），VEX機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽（中學(xué)組、高中組），F(xiàn)TC機(jī)器人科技挑戰(zhàn)賽（高中組），F(xiàn)RC機(jī)器人設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)賽（高職組）。4項(xiàng)比賽各具特點(diǎn)，在國(guó)際上都有較高知名度，每年全球有超過(guò)38000支隊(duì)伍參與這4個(gè)賽項(xiàng)不同級(jí)別的比賽。而這4個(gè)賽項(xiàng)齊聚同一比賽尚屬首次。

在參賽隊(duì)方面，有來(lái)自埃及、德國(guó)、加拿大、美國(guó)、英國(guó)、墨西哥、馬來(lái)西亞、菲律賓、俄羅斯、巴林、蒙古、澳大利亞、中國(guó)等13個(gè)國(guó)家和港澳臺(tái)地區(qū)的145支參賽隊(duì)，520名選手、172名教練員參賽。其中國(guó)際隊(duì)伍42支、港澳臺(tái)隊(duì)伍33支、國(guó)內(nèi)隊(duì)伍70支。500多名參賽選手中有91名女選手，占總數(shù)的17.5%。

比賽規(guī)則和賽程安排完全按照國(guó)際比賽要求設(shè)置。其中WRO常規(guī)賽采用2015賽季規(guī)則，經(jīng)過(guò)資格賽和冠軍賽決出冠亞季軍；VEX機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽采用2015 2016賽季規(guī)則，經(jīng)過(guò)資格賽、四分之一競(jìng)賽、半決賽和決賽決出冠亞季軍；FTC機(jī)器人科技挑戰(zhàn)賽和FRC機(jī)器人設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)賽分別采用2014、2013賽季規(guī)則，經(jīng)過(guò)資格賽、淘汰賽和冠軍賽決出冠亞季軍。在比賽形式方面，除WRO為每隊(duì)獨(dú)自完成指定任務(wù)，其余3項(xiàng)比賽均用聯(lián)隊(duì)制，即進(jìn)行2-2或3-3對(duì)抗。

11月22日下午，剛剛在北京度過(guò)一夜的各國(guó)選手們來(lái)到國(guó)家會(huì)議中心第4展廳進(jìn)行場(chǎng)地和器材測(cè)試，為第2天的正式比賽作最后的準(zhǔn)備。測(cè)試結(jié)束后，全體參賽選手和教練員參加了“友誼之夜”聯(lián)歡活動(dòng)，學(xué)生們?cè)谂_(tái)上表演了自己編排的精彩節(jié)目，在臺(tái)下結(jié)識(shí)了志同道合的新朋友，整個(gè)活動(dòng)以輕松愉快的氛圍拉開(kāi)了邀請(qǐng)賽的序幕。

11月23日，比賽正式開(kāi)始，學(xué)生們經(jīng)過(guò)前一天的適應(yīng)場(chǎng)地和聯(lián)歡活動(dòng)，已經(jīng)進(jìn)入了比賽狀態(tài)，但是賽場(chǎng)內(nèi)的氣氛卻并不緊張，上場(chǎng)的選手們相互鼓勁，并肩合作；而未上場(chǎng)的隊(duì)伍在調(diào)試完自己的機(jī)器人后也都圍到賽臺(tái)邊為場(chǎng)上選手加油助威。一天比賽結(jié)束后，來(lái)自不同國(guó)家和地區(qū)的選手們已經(jīng)成了很談得來(lái)的朋友。

24日上午雖然是決賽和冠軍之爭(zhēng)，但是場(chǎng)內(nèi)氣氛仍然很活躍，沒(méi)有通過(guò)資格賽的隊(duì)伍，雖有遺憾但仍然在場(chǎng)邊為自己的新朋友加油。經(jīng)過(guò)2天的比拼，4個(gè)賽項(xiàng)共產(chǎn)生25項(xiàng)大獎(jiǎng)，分別由中國(guó)、加拿大、澳大利亞、墨西哥、埃及、俄羅斯、美國(guó)的參賽隊(duì)獲得。24日下午的頒獎(jiǎng)典禮上，國(guó)際機(jī)構(gòu)學(xué)與機(jī)械科學(xué)促進(jìn)聯(lián)合會(huì)（IFTOMM）主席Marco Ceccarelli，國(guó)際機(jī)器人研究基金會(huì)（IFRR）主席、斯坦福大學(xué)教授Oussama Khatib，20132014 IEEE第10區(qū)主席福田敏另教授受邀出席，并為學(xué)生們頒獎(jiǎng)。頒獎(jiǎng)典禮以各國(guó)選手活力十足的舞蹈結(jié)束，為邀請(qǐng)賽畫上了完美的句點(diǎn)。

交流經(jīng)驗(yàn) 釋放思想 享受比賽

邀請(qǐng)賽的活動(dòng)安排和組織形式借鑒了國(guó)際青少年機(jī)器人競(jìng)賽的經(jīng)驗(yàn)，以選手為本，充分考慮參賽者的需求，注重交流和創(chuàng)新氛圍的營(yíng)造，使學(xué)生們?cè)趫?chǎng)上場(chǎng)下都能釋放自己的思想和能量，不受拘束地沉浸于對(duì)機(jī)器人的熱愛(ài)之中，享受比賽過(guò)程。不論是成功的喜悅、失敗的遺憾、針?shù)h相對(duì)時(shí)的堅(jiān)持，又或者是結(jié)識(shí)新朋友的快樂(lè)，都成為值得回味的記憶。“參加世界青少年機(jī)器人邀請(qǐng)賽，覺(jué)得和隊(duì)友們一下就長(zhǎng)大了，”來(lái)自天津第二南開(kāi)學(xué)校的隊(duì)長(zhǎng)徐先屹介紹說(shuō)，“覺(jué)得我們離夢(mèng)想又近了一步。”來(lái)自墨西哥的The Bears隊(duì)獲得了此次FTC機(jī)器人科技挑戰(zhàn)賽的冠軍，教練員Mamuel接受采訪時(shí)激動(dòng)地說(shuō)：“這個(gè)比賽太棒了！我們獲得了冠軍，我們不是贏在技術(shù)，而是贏在團(tuán)隊(duì)合作。”來(lái)自澳大利亞的華裔Nigel是第一次參加國(guó)際比賽，第一次代表國(guó)家隊(duì)出戰(zhàn)，覺(jué)得很開(kāi)心。

雖然受場(chǎng)地限制，每個(gè)賽項(xiàng)的規(guī)模比起單項(xiàng)的國(guó)際賽事來(lái)說(shuō)都不算大，但是每個(gè)賽項(xiàng)組織的基礎(chǔ)條件，以及大型活動(dòng)安排都達(dá)到了國(guó)際賽事的基本要求。因此邀請(qǐng)賽的賽場(chǎng)上，參與不同賽項(xiàng)的中外青少年可以與志趣相投的同齡人交流參賽體驗(yàn)及設(shè)計(jì)制作機(jī)器人的經(jīng)驗(yàn)，教練員們可以與同行交換指導(dǎo)和帶隊(duì)經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)所有參與比賽的人都是難得的體驗(yàn)。

這次邀請(qǐng)賽是首次在國(guó)內(nèi)舉辦的國(guó)際性機(jī)器人賽事，而且包含多個(gè)賽項(xiàng)，對(duì)國(guó)內(nèi)喜愛(ài)機(jī)器人的孩子們來(lái)說(shuō)是一次不可多得的在家門口觀看比賽的好機(jī)會(huì)。在正式比賽的2天時(shí)間里，邀請(qǐng)賽場(chǎng)地內(nèi)觀眾絡(luò)繹不絕，其中有很多是家長(zhǎng)帶著孩子來(lái)開(kāi)眼界的，甚至有很多特意從外地趕來(lái)。來(lái)自河北邯鄲的一位家長(zhǎng)表示，這樣的國(guó)際比賽既能開(kāi)拓孩子的視野，也能促進(jìn)孩子的全面發(fā)展。

提高青少年綜合素質(zhì)，符合創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求

此次邀請(qǐng)賽在規(guī)則制訂和組織方式上均參照國(guó)際競(jìng)賽標(biāo)準(zhǔn)和要求，突顯每個(gè)賽項(xiàng)的特點(diǎn)，力圖將幾項(xiàng)國(guó)際比賽的核心價(jià)值和最吸引人的畫面原汁原味地呈現(xiàn)在邀請(qǐng)賽的賽場(chǎng)上。從結(jié)果看，我們的初衷基本上得以實(shí)現(xiàn)，而過(guò)程中，我們也更深刻地認(rèn)識(shí)到機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)針對(duì)青少年教育的綜合全面的作用和價(jià)值。

機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)以機(jī)器人為核心，以競(jìng)賽為載體，通過(guò)充滿趣味性和挑戰(zhàn)性的內(nèi)容引起不同年齡段學(xué)生對(duì)機(jī)器人的興趣。這種活動(dòng)形式不僅可以滿足不同年齡青少年對(duì)STEM學(xué)習(xí)的需求，其動(dòng)手實(shí)踐、模擬解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的特點(diǎn)也讓青少年能夠接觸到真實(shí)世界的工程問(wèn)題，將課堂上概念化的知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決問(wèn)題的方法。競(jìng)賽要求學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)和制作機(jī)器人，完成具有挑戰(zhàn)性的比賽任務(wù)。在這一過(guò)程中，學(xué)生要在對(duì)規(guī)則進(jìn)行充分解讀的基礎(chǔ)上，利用自己的工程、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等方面的知識(shí)設(shè)計(jì)出機(jī)器人，讓自己的機(jī)器人結(jié)構(gòu)更合理、功能更具有針對(duì)性，能夠以最短的時(shí)間完成比賽任務(wù)，或在對(duì)抗中展示出更卓越的性能。在機(jī)器人設(shè)計(jì)、制作和實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，每時(shí)每刻都在考驗(yàn)學(xué)生對(duì)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用。

機(jī)器人競(jìng)賽與其他科技類競(jìng)賽活動(dòng)不同的一點(diǎn)是，學(xué)生必須以團(tuán)隊(duì)為單位進(jìn)行作業(yè)，從設(shè)計(jì)到搭建，從編程到調(diào)試，既有分工又有合作，使學(xué)生在參與機(jī)器人活動(dòng)的過(guò)程中逐漸建立起獨(dú)立意識(shí)和合作意識(shí)，并習(xí)慣二者之間的轉(zhuǎn)換和關(guān)系，對(duì)學(xué)生獨(dú)自解決問(wèn)題的能力，以及團(tuán)隊(duì)合作精神的養(yǎng)成有明顯的促進(jìn)作用。一些優(yōu)秀的國(guó)際競(jìng)賽項(xiàng)目還要求團(tuán)隊(duì)具備籌資、品牌設(shè)計(jì)、營(yíng)銷等方面的能力，既可以鍛煉學(xué)生的演講技能，培養(yǎng)商業(yè)意識(shí)，還可以通過(guò)倡導(dǎo)公平守信、團(tuán)結(jié)合作和執(zhí)著敬業(yè)等高尚品德價(jià)值，全方位促進(jìn)人的發(fā)展，符合創(chuàng)新人才培養(yǎng)和素質(zhì)教育的需求。

借這次邀請(qǐng)賽之機(jī)，將國(guó)際知名競(jìng)賽請(qǐng)進(jìn)來(lái)，對(duì)國(guó)內(nèi)機(jī)器人教育工作者、機(jī)器人活動(dòng)組織者來(lái)說(shuō)是難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。

首先從規(guī)則上看，4個(gè)賽項(xiàng)都兼顧了專業(yè)性和趣味性，而且給學(xué)生很大的創(chuàng)造空間。不同年齡考查重點(diǎn)不同，小學(xué)側(cè)重基礎(chǔ)STEM知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，中學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力、戰(zhàn)略思維、解決問(wèn)題和團(tuán)隊(duì)建設(shè)能力，高中高年級(jí)和高職階段則更偏向于專業(yè)化技能的培養(yǎng)和解決實(shí)際工程問(wèn)題。雖然在不同年級(jí)各有側(cè)重，但同一系列賽事中各個(gè)階段的比賽是連貫的，適應(yīng)學(xué)生知識(shí)水平的提升和能力的發(fā)展。

不光是專業(yè)，國(guó)際機(jī)器人知名賽事還有一個(gè)特點(diǎn)是，不但學(xué)生本人玩得盡興，在場(chǎng)外觀看的人也感到很過(guò)癮。有時(shí)觀眾們可能并不熟悉規(guī)則，也不知道學(xué)生每一步都在做什么，但比賽呈現(xiàn)出來(lái)的形態(tài)讓人覺(jué)得有意思，想進(jìn)一步了解，這在國(guó)內(nèi)競(jìng)賽中還不多見(jiàn)。

相比國(guó)際著名賽事，國(guó)內(nèi)的機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)中對(duì)規(guī)則的研發(fā)投入不夠，一是缺少具備機(jī)器人教育和競(jìng)賽規(guī)則研發(fā)能力的專業(yè)人員，二是研發(fā)經(jīng)費(fèi)占活動(dòng)總經(jīng)費(fèi)比例較低。要提升比賽的可參與性和對(duì)學(xué)生的吸引力，我們還需要加大對(duì)規(guī)則研發(fā)的投入，跳出傳統(tǒng)思維，打破現(xiàn)有的形式和框架，嘗試引入新理念（如創(chuàng)客），使機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)對(duì)學(xué)生STEM知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力的培養(yǎng)作用得到進(jìn)一步釋放。

WRO常規(guī)賽、VEX機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽、FTC機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽、FRC機(jī)器人設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)賽，這4項(xiàng)賽事一直堅(jiān)持自己的核心價(jià)值，并且經(jīng)過(guò)多年沉淀已孕育出獨(dú)特的理念和競(jìng)賽文化。像美國(guó)FIRST?機(jī)構(gòu)所組織的系列機(jī)器人賽向參與者傳播的口號(hào)和理念“不僅僅是機(jī)器人”，其隱含的意思是：機(jī)器人比賽僅僅只是冰山浮出水面的那一部分，堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)還在于廣泛的STEM基礎(chǔ)教育和創(chuàng)新的文化和價(jià)值觀。這種對(duì)機(jī)器人競(jìng)賽文化和價(jià)值觀的有意識(shí)培育是我國(guó)機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)缺失的一環(huán)，我們需要在今后的活動(dòng)中加強(qiáng)引導(dǎo)，大力倡導(dǎo)創(chuàng)新精神、團(tuán)結(jié)協(xié)作、誠(chéng)實(shí)守信，引導(dǎo)學(xué)生和教練員接受不重輸贏、重過(guò)程與收獲的競(jìng)賽價(jià)值，積極創(chuàng)造自由寬松的比賽氛圍，讓選手們能夠充分展示個(gè)性，擺脫壓力和約束，享受比賽過(guò)程。

這次邀請(qǐng)賽上我們還看到國(guó)際競(jìng)賽在整合社會(huì)力量和資源方面的優(yōu)勢(shì)。優(yōu)秀的國(guó)際機(jī)器人競(jìng)賽的組織運(yùn)營(yíng)模式是一種非常出色的社會(huì)創(chuàng)新。由于高水平的比賽規(guī)模大，對(duì)科學(xué)教育和社會(huì)發(fā)展貢獻(xiàn)突出，吸引了社會(huì)機(jī)構(gòu)和企業(yè)的大力支持。如FTC賽事由波音公司和高通公司贊助，VEX賽事獲得美國(guó)太空總署、卡耐基梅隆大學(xué)、美國(guó)易安信公司的支持，很多知名大學(xué)也為競(jìng)賽設(shè)立獎(jiǎng)學(xué)金。國(guó)際競(jìng)賽的組織方一般為非營(yíng)利機(jī)構(gòu)，其活動(dòng)資金來(lái)源的絕大部分是社會(huì)資助。因此與企業(yè)、社會(huì)機(jī)構(gòu)、大學(xué)等建立起長(zhǎng)期穩(wěn)定雙贏的合作關(guān)系在國(guó)際競(jìng)賽的組織中是十分重要的一部分，外部資助不但能為競(jìng)賽提供穩(wěn)定的資金支持，還能夠提供技術(shù)、人才、開(kāi)發(fā)工具等各方面的資源，使競(jìng)賽發(fā)展走向良性循環(huán)。

國(guó)內(nèi)的機(jī)器人競(jìng)賽中也已經(jīng)有社會(huì)力量加入，但參與的程度和發(fā)揮的作用與國(guó)際成熟賽事相比還有不小差距。國(guó)際經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，但不能全盤照搬，還需要根據(jù)我們競(jìng)賽的特點(diǎn)和需要，摸索出競(jìng)賽活動(dòng)社會(huì)化的方向和模式，探索與企業(yè)、社會(huì)團(tuán)體在競(jìng)賽組織、資源開(kāi)發(fā)、延伸性活動(dòng)方面如何合作，才能達(dá)到雙方利益最大化，將資源集中到機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)這個(gè)平臺(tái)上，再通過(guò)這個(gè)平臺(tái)擴(kuò)散到每一個(gè)學(xué)生身邊。