中央電視臺舉辦的『首屆大學生機器人大賽』在各大院校引發了一場教育理念的變革,專家呼吁:
記者從中央電視臺青少中心了解到,為應對明年8月在日本舉行的亞太地區『首屆大學生機器人大賽』而由中央電視臺主辦的『首屆全國大學生機器人電視大賽』,28個參賽學校的32支代表隊的設計方案已在日前通過了專家們的審核,目前各隊已分別進入組裝階段。
據了解,專家在給予充分肯定各隊表現的同時,還提醒各代表隊注意在創新方面下工夫。他們認為,從現有的情況上看,學生掌握的知識已經不是妨礙得獎的主要問題,關鍵是誰的方案更新奇,誰的取勝機會就越大。
此項活動的前身是日本廣播協會舉辦的『日本大學生機器人大賽 』,他們前後組織了10年,在後幾年邀請了中國、泰國、新加坡等國的大學生隊參加。去年,日本將這一活動提交給了『亞洲——太平洋地區廣播電視聯盟』,希望它能夠成為亞太地區大學生的比賽項目。
今年2月,在馬來西亞召開了第一屆『亞廣聯亞太地區機器人大賽』的預備會議。會議再次確定,機器人大賽以培養各國青少年對於開發、研制高科技的興趣與愛好,提高科技水平為宗旨。
據介紹,由於我國院校眾多,在機器人制作方面強手如林,所以,中央電視臺決定在全國大專院校中進行國內預選賽。中央電視臺將從7月開始連續播出比賽實況,冠軍隊將代表中國參加明年8 月31 日在日本東京舉行的第一屆『亞廣聯亞太地區機器人大賽』。
國家教委有關方面的負責人認為,舉辦大學生機器人大賽,為我國的大學生提供了一個充分展示創造力的舞臺,有利於激發青少年開發、研制高科技的興趣與愛好,有利於培養學生的創造力,激發學生的想像力,鍛煉學生的實際動手能力。他們還認為,機器人從設計到組裝需要多學科的配合,由於它是跨學科的結合,完成這樣一個工程需要幾個系的努力,而這又培養了同學們的協作精神。
■專家們認為,在競賽中,學生們把自己的一些想法通過努力變成現實,這是正規的教育做不到的。比賽中出現的新技術在現實中完全可能用上,有很多東西是想象不到的。
中國人工智能學會副理事長,中國自動化學會機器人競賽工作委員會主任孫增圻說:機器人比賽對人工智能研究具有非常重要的意義,是一個絕佳的試驗平臺。比賽的目的主要是促進技術的發展,推動應用,同時吸引更多的人來關注,而且有可比性、趣味性。比賽中會出現很多新的技術,也可能出現一些優秀的人纔。
曾經4次率隊參加日本比賽的清華大學自動化系教授唐競新說:這種競賽的宗旨是很明確的,就是要培養青少年的創新意識。這在競賽中體現的很充分,學生們把自己的一些想法通過努力變成現實。這是正規的教育做不到的。
據說日本的比賽非常吸引人,不僅吸引了大學生,還把整個社會的青少年都吸引進來了。他們把比賽的意義歸納得很高,連日本首相都覺得應倡導,甚至有人認為可以減少青少年犯罪。
中科院自動化研究所研究員原魁認為,機器人比賽的目的主要有兩個。一是要解決人工智能的一些問題。機器人足球是多機器人系統,這是目前人工智能研究中比較大的問題。過去有過計算機和人下象棋,成為一個裡程碑,但那完全是靜態的,單機的。二是培養孩子動手的能力、擴大知識面,半趣味、半制作,把孩子從計算機游戲的被動狀態中吸引過來,讓他們自己動手去做。
至於這種比賽中出現的新技術在現實中是否用得上,唐競新教授認為這完全可能,因為有很多東西是想象不到的,而一旦他們做了出來,你會感到眼睛一亮。我們的學生腦子真是好使,而且他們群策群力,又沒有框框。
■第一屆『亞廣聯亞太地區機器人大賽』的主題是『攀登富士山』,比賽時間為3分鍾,根據我國的實際情況,『首屆全國大學生機器人電視大賽』的主題為『搶登珠穆朗瑪峰』,機器人場內比賽時間也是3分鍾。
『攀登珠穆朗瑪峰』的比賽形式是在一個約 19米見方的場地上,分隔成A區和B區,A區只讓全自動機器人進,B區在外邊,是遙控機器人的位置。
場地中擺了一些圓桶,機器人要把球放進這些桶裡去,就可得分。每個桶的得分是不一樣的,越靠外的桶得分越低,越靠裡的桶得分越多。最中間的那個桶相當於峰頂,就是珠穆朗瑪峰。機器人如能把對角線的每一個桶都放上一個球,叫做登頂成功。
比賽有相應的規則,比如說,可以用兩種機器人,既可以用完全自動的機器人,也可以用遙控的。但對遙控的機器人有限制,不能進入A區,這樣就不能直接往裡放,必須投擲。而全自動機器人就允許直接過去放,制作全自動機器人的難度要大得多。
此外還有時間限制,每場比賽只有3分鍾。還有重量限制,總重量不能超過40公斤。一個隊可以有幾臺機器人。各隊可以有自己的策略,如可以選擇布滿點的策略,布點成功就是贏了。但這樣難度較大,也會受到別人的乾擾,因此也會采取計算總得分的方式,誰的總得分最高,誰就贏了。這跟籃球比賽有類似之處,但籃球只有一個筐,這裡卻有很多個,你可以按自己的思路去放球。
每場比賽每隊可以有兩個機器人上場,兩個隊同時啟動,按自己的策略,在規定時間內往裡放球。可能有的機器人專去擋人家的路。但得分的規則是,以放在最上面的球為得分。你放了以後別人又放了,你就不能得分。這就要比策略了,因為只有3分鍾時間。
■記者在采訪中了解到,舉辦『首屆全國大學生機器人電視大賽』消息一經播出,立即吸引了國內各大專院校,首次預備會議上,在座的都是各校的主要負責人。所以有人預測,它是中央電視臺青少中心推出的『國際大專辯論會』、『世界著名大學』、『六一特別制作』等品牌欄目和節目之後,又有了一個大膽的嘗試。
中央電視臺青少中心主任餘培俠認為,此節目從一開始就得到了各方面的重視,關鍵是它符合當前教育形勢的需要,他認為現在的教育轉行,從應試教育向素質教育轉變,就是鼓勵學生的創新精神。而過去,我們教育多是重視高智商、高分數,創新意識比較薄弱。
餘培俠認為,機器人大賽不同於以往的大專辯論會等項目,它在充分展示了參賽選手們的聰明纔智、科技創新精神的同時,進一步展示了大學生們理論聯系實際的水平,使他們能在實踐中檢驗和修正自己的設計理論,使理性而科學的圖紙和創意設計相結合,最終變成比賽場上可以實際較量的機器人,這對在校大學生們來講是一次真正意義的挑戰。
他在1994年參加了日本東京舉辦的奧林匹克大賽,我們的代表隊取得了兩金兩銀的好成績,但它們主要是集中在心腦珠算等方面,我國選手在發展性題目表現得一般。
據了解,美國一年一度的『國際科學與工程大賽』大會吸引著全世界的中學生,中國代表隊在比賽中發現,這些中學生所在的國家或團體,都非常重視給中學生表現他們纔華的機會。在美國,每年的11月都由一所大學承辦一屆『全美中學生機器人大賽』。
餘培俠說,80年代以來,我國知識、智力方面的競賽節目特別多,進入90年代,娛智節目出現,並形成潮流。但到目前為止,還沒一個節目是提供給青少年,用於展現他們的創新思路。即使有類似小發明式的節目,也多是重視成果介紹。
他告訴記者,他們正在考慮創辦類似『異想天開』的節目,用於展現學生的大膽想法,『它們雖然沒有合理的科學推理,但卻能活躍學生的思維。』
■2000年,在日本舉辦的機器人博覽會上,就在娛樂機器人跳舞、踢球,有的四處走動與人嬉戲的時候,專家們已經對為來3年全球機器人市場的需求進行了預測:
工業機器人自20世紀60年代進入工業領域以來,到1999年底銷售量達110萬臺。日本佔半數,歐盟及美國工業機器人的數量分別為17.6萬臺和9.3萬臺,而我國僅為3000臺。
預測,2000~2003年機器人年銷售量,世界工業機器人的銷售量預計將由1999年的8.15萬臺增加到2003年的近12萬臺,增長率10%。
服務機器人除割草機器人外,預計2000~2003年服務機器人總量將增加到4.49萬臺,其中4萬臺是家用機器人(不包括真空吸塵機器人),5000臺是醫用機器人。家用真空吸塵機器人2000年底將進入市場,如果價格合理,2003年的銷售量可能達到25萬臺以上。
由於大洋底部還沈積著極為豐富的多金屬結構,海底錳的藏量是陸地的68倍,銅的藏量為22倍,鎳為274倍,制造核彈的鈾的儲藏量高達40億噸,是陸地上的2000倍。此外天然氣水合物總量相當於陸地燃料資源總量2倍以上。海底儲存著1350噸石油,近140萬億立方米的天然氣。
然而,海底世界不僅壓力非常大,環境非常惡劣。於是人們將目光集中到了機器人身上,希望通過機器人為人類開拓更廣闊的生存空間。
我國是一個農業大國。80%的人口是農民,人均土地面積非常少,所以農業機械化、自動化的需求似乎不像發達國家那麼迫切。但在日本、美國等發達國家,農業人口較少,許多作業項目如蔬菜、水果的挑選與采摘,蔬菜的嫁接等都是勞動力密集型的工作,於是農林業機器人應運而生。而農業的新發展尤其離不開生物工程與信息化,在這方面,機器人具有得天獨厚的能力。
機器人化機器是指在傳統機械中引入機器人技術,使其具有機器人的功能。在工程機械行業,我國的大多數產品都面臨著更新換代,而機電液訊一體化技術是提昇工程機械技術水平和產品檔次的重要手段。
我國工程機械行業的自主開發能力弱,國外產品進口逐年上昇,為改變這一現狀,科研單位聯合開展了機器人化機器的研究,相繼研制出噴漿機、鑿岩機、壓路機、推土機、裝載機、攤鋪機等多項成果,但這還不能滿足我國市場的需求。
微型機器人和微操作系統是在細微空間或狹窄空間中進行精密操作、檢測或作業的機器人系統。微型機器人在核電站細小管道、發動機等狹窄空間檢測、軍用偵察、醫療等領域有廣泛的用途;微操作系統在生命科學、精密組裝和封裝等方面有廣泛應用的前景。
近十幾年來,在接連不斷的局部戰爭的推動下,軍用機器人的發展產生了質的飛躍。有人預言,21世紀的戰爭將是高技術的戰爭,將由少數指揮人員和技術人員組成一個精乾的指揮部,在軍事信息與網絡中心運籌帷幄,外圍部署的則是由機器人和信息系統構成的附屬部隊,作戰雙方進行的將是陸海空機器人的立體戰爭。(袁力 孫丹平)
■備忘:
1999年10月,中國廣播電視代表團參加了在悉尼召開的『亞洲——太平洋廣播聯盟』第36屆大會,日本廣播協會(NHK)開展了10年的『機器人比賽』活動納入亞廣聯體系。這是自亞廣聯成立以來,決定在亞太地區長期開展的第一個活動,從2002年開始每年舉辦一次。
『首屆亞太地區機器人比賽』將在2002年的8月,在日本舉行。去年3月,『亞廣聯亞太地區機器人大賽籌備委員會』在日本東京成立,委員會由日本NHK、中國中央電視臺CCTV、韓國KBS、新加坡TCS、泰國TPT、印尼TVRI組成。9月,六個籌委會成員的代表在泰國舉行了第一屆『亞廣聯亞太地區機器人大賽』董事會。
2001年2月,在馬來西亞召開了第一屆『亞廣聯亞太地區機器人大賽』的預備會議。再次確定,機器人大賽致力於培養各國青少年對於開發、研制高科技的興趣與愛好,提高科技水平為宗旨。亞廣聯成員國都有權參加該項目的比賽,但參賽對象只限於各國的大學或工科院校的學生。
第二屆『亞廣聯——亞太地區機器人大賽』在泰國舉行,第三屆在韓國舉行,我國正在積極准備,積累經驗,爭取主辦第四屆或第五屆。
我國清華大學、上海交通大學以及北京航空航天大學曾受邀派代表隊參加了多次在日本舉行的『日本大專院校機器人大賽』,最好成績是清華大學在1998年獲得的第三名。
首屆全國大學生機器人電視大賽
參賽院校名單
1.清華大學;2.北方交通大學;3.北京科技大學;4.北京郵電大學;5.北京航空航天大學;6.華北礦業高等專科學校;7.河北工業大學;8.上海交通大學;9.同濟大學;10.上海大學;11.電子科技大學;12.華南理工大學;13.中山大學;14.江南大學;15.無錫職業技術學院;16.西安交通大學;17.哈爾濱工程大學;18.哈爾濱工業大學;19.黑龍江科技學院;20.浙江大學;21.中國科技大學;22.中國人民解放軍國防科學技術大學;23.大連理工大學;24.重慶大學;25.東北大學;26.西安電子科技大學;27.武漢大學;28.香港大學。
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