機器人競賽范例6篇

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機器人競賽范文1

關鍵字:機器人競賽;創新能力;實踐教學體系

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)21-0123-02

隨著現代化科學技術的不斷發展,機器人已經越來越多地融入到我們的日常生活中。機器人技術作為一項涉及了人工智能、機械工程、自動控制、傳感技術等多領域的綜合性學科,受到各行各業的關注。機器人競賽由于其自身的綜合性和競爭性已在國內外十分盛行,它給現代教育改革注入了新的能量[1]。我校工程訓練中心創新班自2010年第一屆“中科歐鵬杯”中國教育機器人大賽以來,連續4年參賽,并取得一等獎近20項、二等獎10余項的好成績。本文分析了機器人競賽對于教學改革的積極意義,提出以機器人競賽為目的的實踐創新教學體系,并得到良好的教學效果。

一、國內外賽事

目前,國際上的各類機器人競賽大多自上世紀末興起,歷經近二十年的發展,已成為了綜合性教育改革的新力量。近年來,國內的機器人競賽也在迅速開展,旨在推動機器人技術發展,培養學生的綜合創新能力,并取得了良好的效果。國內、國際上一些影響較大的機器人競賽包括以下幾項。

1.機器人足球竟賽。機器人足球競賽需要由若干機器人組成隊伍,通過機器人之間的互相通信、配合,協同進行比賽。目前,國際上最具影響力的兩個機器人足球賽事組織為:FIRA國際機器人足球聯合會和ROBOTCUP國際機器人足球世界杯賽。

2.機器人滅火競賽。機器人滅火競賽最早是由Jack Mendelssohn教授在1994年提出,該競賽模擬機器人在一套四室一廳的房間內進行滅火,要求參賽的機器人在盡可能短的時間內熄滅房間中隨機放置的蠟燭。目前,機器人滅火競賽已成為全球最普及的智能機器人競賽之一。

3.亞太大學生機器人大賽?!皝喬髮W生機器人大賽”始于2002年,由“亞洲太平洋地區廣播電視聯盟”(ABU)發起,每年舉辦一次,已成功舉辦13屆。大賽主要面向包括中國、日本、韓國、新加坡、泰國和印度尼西亞等國家和地區的在校大學生,著力培養學生的科技創新能力。

4.“飛思卡爾”杯全國大學生智能汽車競賽。“飛思卡爾”杯全國大學生智能汽車競賽是教育部為提高我國大學生創新實踐能力、團隊協作精神,委托高等學校自動化專業教學指導委員會主辦的機器人競賽。大賽2006年首度舉辦,分為競速賽與創意賽兩類。

另外,國內還舉辦有中國機器人大賽、全國機器人大賽、“廣茂達”杯中國智能機器人大賽等賽事,旨在為RoboCup公開賽、FIRA世界杯機器人大賽以及國際機器人滅火競賽的中國賽區選拔優秀的隊伍。

二、機器人競賽促進學生能力培養

機器人技術是一項涉及人工智能、機械工程、自動控制、傳感技術等多領域的綜合性學科。智能技術的迅速發展,也為機器人競賽提供了越來越完善的平臺。學生通過參加機器人競賽,能夠提高學科綜合能力,培養實踐創新能力以及團隊協作能力。

1.機器人競賽與創新能力的培養。創新人才的培養是建設創新型國家的關鍵,本科教育則是培養創新型人才的重要階段[2]。教育部《關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》中強調:要大力加強實踐教學改革,推進高校實踐教學模式的改革與創新,促進學生自主創新興趣和能力的培養,激發大學生的興趣和潛能,培養大學生的團隊協作意識和創新精神。在我國傳統本科教學體系中,通過教師授課是學生獲取知識最普遍的渠道,與此同時,考試成績也成為教師檢驗學生知識掌握情況的唯一方法。目前,隨著社會對于人才要求的不斷提高,實踐能力受到了越來越多的重視,各高校廣泛開設工程訓練相關課程以提高學生的實踐動手能力。然而,筆者在輔導我校工程訓練中心“電工電子基礎”課程時發現,學生在傳統教學體系中缺少的并不僅僅是實踐動手能力,更重要的是創新能力。

創新能力是指運用已掌握的知識和理論,在科學、技術及各類實踐活動中,不斷提出具有社會價值、經濟價值的新思想、新方法和新發明的能力[3]。機器人競賽為大學生創新能力的培養提供了一個很好的平臺:①首先,在機器人競賽中,一般僅給定比賽目標和規則,學生需要從底層算法、硬件設備、機器人外觀等逐個設計和調試。在這個從無到有的過程中,每一階段都要求學生提出自己的解決方案,很好地培養了學生的創新思維能力;②機器人競賽內容極具趣味性和可觀賞性,大大增強了學生的學習興趣和學習主動性。相對于傳統的以教師為主的教學模式而言,以競賽促進教學的模式更加以學生為主導,也更容易培養學生的創新思維;③采用競賽形式,具有一定競技性,一般要求各參賽隊從策略、技巧和時間三個方面進行比賽,這就要求學生在備賽過程中不拘于傳統思維的束縛,勇于創新。

2.機器人競賽與綜合能力的培養。機器人競賽一般由學生自由組隊參加,并根據自身興趣愛好、專業方向等選擇參賽題目,每個參賽題目往往涉及多個學科,需要學生能夠靈活應用所學知識,并與其他專業同學協作、溝通共同完成。在此過程中,不僅大大提高了學生的創新能力,同時提高了其他綜合能力[4-6]:①學生在確定題目后首先需要通過書籍、文獻、網絡等多種方式收集相關資料,并結合所學知識進行分析,形成初步方案。這個階段提升了學生對于信息的獲取能力以及綜合分析能力;②在機器人制作過程中,學生需要親自動手操作,將自己的想法付諸實踐,并在實際操作中不斷發現問題并解決問題。在這個階段中提升了學生的動手實踐能力;③機器人的制作大多涉及多個學科,需要學生通過團隊的溝通、合作,最終達到目標,這大大增強了學生的團隊溝通、協作能力;④在機器人競賽中,除了制作機器人對于學生的考驗,還會遇到一些其他問題。如在正式比賽時參賽機器人常會由于場地、燈光等問題出現誤差,這就需要學生根據現場進行快速的調試,這鍛煉了學生的邏輯思維及臨場應變能力;另外,有的比賽項目需要向評審老師講解參賽機器人的原理、創新點等,這也鍛煉了學生的語言表達能力。

三、機器人技術實踐創新教學體系

機器人實踐創新教學體系是以機器人競賽為目標而開展的一系列教學活動,主要分為三個部分,如圖1所示。

第一階段主要進行基礎課程的學習。我校工程訓練中心自2011年起開設機器人技術選修課程,課程面向全校學生,共16課時,主要包括機器人演示實驗、機器人技術基礎知識。通過機器人技術選修課程的學習,學生可以了解到機器人技術的基本概念,并掌握一些基礎知識,達到機器人技術的入門水平。最后,通過學生自身意愿和教師的篩選,進入第二階段的學習。

第二階段主要在我校工程訓練中心下設的創新班進行學習。西安科技大學創新班成立于2004年,為開放性實驗室,采用模擬公司制度進行自主化管理,師徒培訓制進行學習。通過學生之間的“師徒”式學習,讓每個學生以自己可以理解的方式傳授給“徒弟”,在互相溝通、交流中不斷提高。通過這一階段的學習,學生能夠基本掌握機器人技術,并且可以獨立承擔機器人制作中的特定環節。

第三階段為實戰訓練。在學生基本掌握機器人技術后,通過一些競賽形式的項目讓學生熟悉整個比賽流程,提前了解比賽中可能出現的問題,發現自身相對薄弱的環節并加強學習。

通過以上實踐教學體系的學習,學生已經能夠很好地掌握機器人技術,并熟悉機器人競賽流程。最后,由教師挑選的優秀隊伍參加正式的機器人競賽。我校自2010年第一屆“中科歐鵬杯”中國機器人大賽以來,連續4年參賽,并取得一等獎近20項、二等獎10余項的好成績。實踐教學證明,機器人技術實踐創新教學體系有著良好的教學效果。

隨著現代化教學理念的不斷更新,各類學科競賽不斷開展,機器人競賽已經成為教學改革的新力量。本文首先列舉了國內外規模較大的機器人競賽,分析了機器人競賽對于現代教學改革的推進作用。隨著機器人競賽活動的開展,激發學生濃厚的學習興趣,培養學生創新實踐能力、團隊協作能力以及其他綜合能力。最后,本文提出了以機器人競賽為目的的實踐創新教學體系,該教學體系收到了良好的教學效果。

參考文獻:

[1]張國民,張劍平.我國基礎教育中機器人教育的現狀與對策研究[J].現代教育技術,2008,18(5):92-94.

[2]李金昌,林家蓮.實踐教學與學科競賽相結合,促進創新人才培養[J].實驗技術與管理,2011,28(11):1-3.

[3]徐宏英,李毅,趙鵬舉.基于機器人競賽的創新人才培養與實踐[J].教育教學論壇,2012,(32):245-246.

[4]于金霞,張英琦.基于機器人競賽的大學生創新素質教育[J].計算機教育,2010,(19):58-60.

機器人競賽范文2

關鍵詞:機器人競賽;創新實踐;教學研究

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)06-0087-02

一、前言

隨著經濟與知識全球化的到來,社會對人才的培養提出了更高的要求,要求大學生不僅要有寬厚的多學科知識、較好的綜合素質,而且要有較強的創新實踐能力,基于此,需要改革傳統的大學人才培養模式[1-2]。教育部提出:“實踐教學方法改革是推動實踐教學改革和人才培養模式改革的關鍵,各高校應加強綜合性實踐科目設計和應用。”[3-4]但如何在不改變原有學科知識傳授及傳統實踐教學的基礎上,培養大學生的創新實踐能力,激發學生的創新意識,提高學生的綜合素質,為大學生在未來的就業市場中找到自己的立足之地,成為新形勢下高校創新實踐教育面臨的一個重大課題。

美國哈佛大學教育研究所的霍華德?加德納教授曾說:“一個人主動去問、去想、去尋找問題的答案,是積累知識的最佳途徑,被動的接受不會產生持久的影響。”[5]機器人是極富趣味性和挑戰性的領域,不僅容易激發學生的學習興趣,而且綜合了信息技術、機械工程、電子工程等多學科的知識,是理論和實踐的高度結合[6]。而在機器人競賽中,需要學生根據比賽要求從無到有,將自己的想法變成能夠完成給定要求的機器人實體,整個過程不僅使學生增加了理論知識的理解,而且有利于激發學生的想象力,培養學生的創造能力及實踐能力[7]。本文結合近兩年指導河南省機器人大賽的經驗,探討了在高等學校中如何以機器人競賽為載體,提高學生的創新實踐能力。

二、機器人競賽在創新實踐能力人才培養中的重要作用

1.高校創新實踐能力培養現狀分析。傳統的實踐教學由于受到教學條件的限制,缺乏規范、行之有效的實踐教學體系,致使學生的創新實踐能力受到影響[8],具體體現在以下幾個方面:(1)重理論,輕實踐,對培養學生的創新實踐能力投入有限。多數學校由于經費限制,為學生提供的創造性實踐條件有限,同時部分教學環節缺乏對該方面的引導,導致學生的創新實踐意識不能得到發揮。(2)創新實踐激勵機制不完善。長期以來,學生接受的教育模式是理論為主,實踐為輔,在學習中,僅僅受單純驗證性實踐課程的影響,導致學生的創新實踐能力得不到有效的鍛煉。(3)創新實踐環節跨度大,創新實踐體會不深。很多高校雖然開展了形式多樣的大學生創新實踐環節,但是參加此項活動的大部分是大二和大三的學生,僅僅參加了部分驗證性實驗,當學生接觸到需要有一定創新實踐能力的科研項目時,由于跨度較大,導致很難做出高水平的科技成果,無法真正體會到創新思維與科技發展之間的相互作用,進而阻礙了學生創新實踐能力的培養和鍛煉。

2.機器人競賽創新實踐能力培養目標。機器人教育進入學校的主要表現形式是競賽,而競賽機器人要求學生從車身設計、控制器設計、傳感器應用、軟件設計及系統調試,最終構成一個完整的控制系統。在整個工作過程中,學生可以綜合應用所學知識,查閱資料,進行方案論證,在制作中,不斷對機器人的軟、硬件系統進行完善,以提高機器人的整體運行能力。整個過程中,學生一直處于獨立思考、分析問題、解決問題的狀態中,有效地促進了學生自主創新實踐能力的提高[9]。具體體現如下:(1)專業知識綜合應用能力得到提高。競賽中,在設計及制作滿足參賽要求的機器人系統過程中,學生需要將所學的專業知識加以綜合應用。(2)學生獨立分析問題、解決問題能力得到提高。學生在完成機器人的硬件制作工作后,就可以根據競賽要求進行軟件編程,以在指定場地上實現機器人的自動控制,而整個過程需要學生小組獨立完成。(3)學生的實踐動手能力和科學研究態度得到提高。在競賽過程中,需要學生對機器人的不同部件進行改裝,按照比賽規則進行程序的調試。而在整個方案的設計、安裝測試及硬件聯調中,所遇到的每個難題都要認真解決,否則功虧一簣。

三、機器人競賽在培養創新實踐能力中的具體實施

機器人是極富挑戰性和趣味性的領域,能很好地激發學生的學習和研究興趣,使學生的學習和研究由被動變為主動。本文以參加2014年河南省機器人大賽為例,按照以下五個步驟對學生的創新實踐能力進行培養。

1.項目團隊的建立。在確定人員時,可以讓不同專業和不同年級的學生進行報名,對于低年級的學生,在難度上略微降低要求,這樣,一方面擴大了不同學科學生的參與面,另一方面,建立了相應的學生團隊和梯隊,為后續的各類競賽奠定基礎。團隊建立后,指導教師確定一名能力比較強且盡量是高年級的學生作為隊長,由隊長實現對本組學生的管理,充分利用高年級對低年級的傳幫帶動作用,有序開展創新活動。

2.項目任務的制定和分工。團隊負責人和隊員共同制定機器人項目工作計劃,確定工作步驟。以機器人滅火比賽項目為例來進行說明,在機器人滅火比賽中,要求制造一個由計算機控制的機器人,能夠按照操作規則在房間中以最短的時間找到火源并將它熄滅。在進行任務分配時,盡量考慮團隊中學生的專業及特長,如機器人機械結構的設計,由具有機械設計基礎的隊員負責,硬件電路的制作如電機驅動電路、避障電路等由電路分析基礎好的隊員負責,軟件程序的編寫由計算機相關專業的隊員負責。這樣,團隊中每個隊員分工明確,使學生真正參與到項目中。

3.項目的制作。據比賽項目類型,分析每個隊員學生的實際情況,建議他們選擇規模和難度適中的項目。在比賽項目制作的前期,對學生進行相關知識的訓練,如第一階段,對他們進行有關機器人基本傳感器及硬件電路組裝訓練;第二階段,要求他們掌握機器人中相關傳感器的綜合應用;第三階段,要求他們按要求完成機器人制作及調試。整個項目制作過程中,隊員之間可以相互討論,一起解決問題,團結協作,做到共同進步,而這個過程在其他教學環節中是無法實現的,對于培養學生的創新實踐能力非常重要。

4.項目的評估。項目的評估采用答辯和實物演示的形式向指導教師和選定的評測小組匯報。首先由負責整體設計的隊員對整個項目進行匯報,再由各個隊員對自己負責的工作進行匯報,匯報完畢,針對項目中出現的問題,教師盡量引導學生獨立思考,自己解決問題。匯報完畢后,由每個小組逐個進行作品的演示,作品演示結束后,由指導教師和評測小組當場給予評判計分,并對優勝者給予一定的獎勵。

5.項目技術文檔的規整。為使學生養成善于總結的良好習慣,同時給后續招生隊員一定的參考,項目結束后,要求學生將整個項目的工作進行技術文檔的規整。這樣使學生科技寫作的能力也得到了相應的提高。

四、機器人競賽創新實踐教學成果

經過上面五個步驟的訓練及評估后,從中挑選中具有較強創新實踐能力的學生,集中進行機器人競賽實戰練習,使學生的能力在項目訓練過程中切實得到提高。近年來,我院學生參加了多次河南省機器人大賽,以2014年的河南省機器人大賽為例,我院在交叉足項目上包攬了一、二、三等獎,在狹窄足、越野游項目中獲得了二等獎、三等獎的好成績。機器人競賽的全面開展在提升我院大學生的創新實踐能力和增強就業競爭力中發揮了積極的作用,促進了大學生健康成長和全面成才。

五、結論

實踐是認識的源泉,是創新的基礎,本文以機器人競賽載體,分析了我院如何通過機器人競賽活動系統地訓練大學生的創新實踐能力。通過機器人競賽,在創新意識上,學生了解了工程師應該具有的素質和創新能力;在實踐能力上,學生通過機器人的設計加工、機器人的焊接和不斷調試,其實踐能力得到了鍛煉。因此,在機器人競賽過程中,大學生的各項理論知識和實踐技能能有機地進行結合,充分發揮學生的創造潛能,提高了學生解決實際問題的綜合能力。

參考文獻:

[1]朱韶平.虛擬實驗室在大學創新實踐教學中的應用研究[J].懷化學院學報,2013,32(11):94-96.

[2]廖勝剛.創新實踐教學:對接高校人才培養模式與就業市場需求[J].當代教育論壇,2014,(01S):94-95.

[3]張彩霞,陳惠卿.地方高校電氣工程與自動化專業創新實踐教學模式[J].實驗室研究與探索,2012,31(8):357-359.

[4]張先云.構建創業教育平臺創新實踐教學方式――“大學生創業實踐中心”的建設和思考[J].全國商情:經濟理論研究,2012,(8):71-73.

[5]劉叔軍,毛麗民.基于機器人創新訓練的工程實踐模式研究[J].課程教育研究,2012,(10):241-242.

[6]方武.基于機器人競賽的創新實踐課程研究[J].現代計算機,2011,(10):37-40.

[7]毛麗民,劉叔軍,李鑫,戴梅.以機器人競賽、創新實踐為導向的項目教學法研究[J].2013,(1):148-150.

機器人競賽范文3

我校從2004年起組織學生參加國內外Robocup機器人競賽,并取得了較好的成績:2004年中國機器人大賽Robocup 2D仿真組冠軍;2009年伊朗機器人國際公開賽3D仿真組季軍;2010年新加坡世界杯3D仿真組冠軍;2011年土耳其世界杯3D仿真組季軍;2011年中國機器人公開賽3D仿真組冠軍;2011年江蘇省機器人大賽3D仿真組冠軍等等。機器人競賽的全面開展對提升我校電類專業學生的創新實踐能力和增強就業競爭力發揮了積極作用,也加深了我們對自動化類課程實踐教學重要性和必要性的認識,強化了我們對學生動手能力的訓練,促進了我們對學生基本素質的培養。

學生創新實踐能力通過機器人競賽的成績來體現,并在競賽實施過程中得以培養和提高。近年來,我們貫徹教育部質量工程建設,在實施機器人競賽過程中,以校級大學生機器人創新基地為龍頭,積極開展教學改革。在教學團隊建設、課程體系建設、注重實踐教學、重視學生第二課堂等方面全面開展了大學生創新與實踐能力培養新途徑的探索。開展了如何培養學生的興趣、如何在實驗中發揮學生的主體作用、如何鼓勵學生利用課余時間進行電子系統開發、如何營造創新環境、如何培養學生的創新意識、如何提高學生的創新能力、如何激發教師的指導熱情等課題研究,積累了一定的經驗,取得了一定的成效。在這過程中逐步形成了一個競賽經驗豐富的教學團隊和一套卓有成效的競賽培訓體系。但是如何以機器人競賽為載體,促進大學生創新與實踐能力培養,我們還有很多需要探索和改進的地方,本文從以下幾個方面進行改革。

一、競賽教材的編寫

以培養學生的創新實踐能力為目標,完善培訓課程設置、完善培訓教學大綱、完善培訓教材。建立完善的培訓教學計劃和培訓體系。形成一年級普及興趣班、二年級提高班、三年級綜合班、暑期強化集訓班的層次化集訓體系,分別編寫相關行之有效的集訓教材;建立完善的、隨著科技進步不斷更新優化的實驗教學體系;不斷研制開發綜合性、設計性培訓實驗項目。

設計一個參加Robocup球隊,根本問題是設計一個多智能體系統,能夠進行實時的反應,表現出目標指導的理。目標與環境動態的實時變化,由于足球比賽的狀態空間極大,不可能用手工的方法來編碼所有可能的情形和智能體的行為。這使智能體能學習如何有策略的進行比賽變得極為重要,因此必須對課程的內容進行合理地選擇。我們的選擇思路是盡量涵蓋機器人學的主要內容,使學生對機器人有一個整體的認識,同時必須突出重點,深入淺出,使學生掌握課程的關鍵知識。因此,選擇仿人機器人和輪式機器人為對象,以機器人運動學、動力學和控制系統設計為主線,機器人傳感器主要介紹光電編碼器和視覺傳感器,驅動器重點介紹直流伺服電機和舵機。機器人運動學和動力學部分主要難點是復雜的空間變換、運動學和動力學關系,這些內容即使對機械類的學生來說學起來也是相當困難的。如果要求學生完全掌握是不符合實際的,而且過多地糾纏在復雜的公式推導,學生難以理解反而會失去興趣。因此,在講授過程中簡要介紹坐標變換、運動學和動力學原理。這樣,學生以相對簡單的對象進行學習,再通過仿真試驗就可以對運動學和動力學原理有比較深的理解。認識到復雜的機器人系統不過是計算過程比較復雜而已,這一點對增強學生信心是非常重要的。在智能體協作方面,通過簡化的人類足球賽策略模式,加以改進提升,形成有效的進攻與防守策略,讓高智能算法理解起來不會太困難,這樣改革教學內容和講授方式可以減輕學生心理壓力,進而學好本門課程的內容。

二、智能機器人實驗平臺建設

智能機器人實驗平臺主要包括輪式機器人實驗系統和類人機器人實驗系統兩個主流的機器人平臺。通過這兩個平臺的建設提高學生的動手和創新能力。

依托與網絡機器人中央地方共建實驗室的建設,建立輪式機器人實驗系統,系統中機器人配備攝像頭、激光和聲納等傳感器,學生可以從中學習信息如何進行采集、如何進行處理和如何進行利用等多種知識,學習如何編寫程序實現一系列的功能。

在類人機器人實驗系統中,機器人各關節的運動及運動姿態由位于關節處的電機控制,依據所使用的電機個數的不同,機器人有不同的自由度,訓練學生通過控制電機來實現機器人的行走、舞蹈及踢球等各種動作,將書本上的運動學及逆運動學的知識生動地再現。

三、學生興趣的培養

興趣是最好的老師。依托學院機器人競賽創新基地和學生組織“Apollo社團”,進行科學的培訓與管理,促進學生的素質與素養得到整體提高。培養的具體方法如下。

1.實驗場所、實驗設備、實驗器材和文獻資料對參賽同學全天候開放,分層次制訂培訓計劃,使不同層次的學生都以最快的進度完成計劃內容,讓每一個參賽學生都能獲得充實感、成就感。

2.樹立培訓榜樣,使骨干隊員充滿自豪感,全力引跑,形成一種“比、學、趕、幫”的氣氛。

3.建立競賽獲獎光榮榜,進行優秀作品展示,長期激勵低年級同學。

4.積極邀請機器人方面的專家、應用能力強的優秀教師、高年級優秀獲獎選手做學術和學習經驗報告。

在培養學生的創新意識方面,我們進行過一些有益的嘗試。如2010年機器人世界杯競賽,學生任彥達、李立森、黃文偉應用自己所學的數學知識,完成了仿人機器人的全向行走、遠距離射門、快速起身等動作的設計,并用一個多月的時間完成了算法的調試,最后在競賽中取得了優異的成績。由策劃設計到實現調試,到答辯交流,整個過程和經歷讓學生終生難忘。機器人競賽的操作性很強,側重于鍛煉學生的動手能力。競賽使那些具有良好的理論基礎、實踐動手能力強,特別是具有創新意識和協作精神的學生有了施展自己才能的空間。在目前就業形勢嚴峻的情況下,參加過我們集訓的同學其實踐能力都較為突出,在畢業時都找到了較為滿意的工作,并得到用人單位的好評。今后我們將在集訓項目的選擇、競賽指導的安排上進一步強化學生實踐能力的培養。

機器人競賽范文4

下課了,我和李梓園懷著雀躍的心情在同學們羨慕的目光中跟著老師一起來到訓練室,開始賽前的集訓。眼前的機器人并不是想象中變形金剛一樣威武的形象,而是由各種電子元件組合在一起,有著四個輪子的“戰車”,我們則要操縱這個“戰車”機器人踢足球。

距離比賽只有兩周的時間,我和李梓園把所有課余時間都用來熟悉我們的“戰車”,在老師的精心輔導下,我們逐漸對這個新奇的東西操縱自如,我和李梓園的配合也越來越默契了。

兩周的時間如箭般飛過,就在比賽的日期馬上來臨之際,我居然在這最關鍵的時刻發燒了!比賽的前一天我幾乎沒有吃飯,渾身難受,無精打采,心中一時敲打著退堂鼓,一時又非常擔心錯過這場期待已久的比賽。晚上吃過藥,爸爸媽媽一直鼓勵我要堅持,其實,我也不愿意放棄這個難得的機會呀!

第二天一早,感覺好了一些,爸爸媽媽送我趕到集合地點,看到正在焦急等待著的老師和李梓園時,我仿佛一下子忘記了病痛。經過兩個半小時的車程,我們終于抵達鞍山比賽場地,來自省內的300多名中小學選手濟濟一堂,場面十分火爆!

比賽開始了。我和李梓園調試好我們的“戰車”,我們B-2小組首先要和B-1小組一決高低。萬萬沒想到,比賽才剛剛開始,兩個機器人就都出現了故障!我的防守機器人本應該在黑色區域攔截對方的進攻,可是我剛啟動它,它就像箭一般“飛”到了對方的角落里,根本不理我輸入的指令,而李梓園的進攻機器人則象“跳跳蛙”一樣,在那里自顧自地一下一下跳呢!正在我們不知所措的時候,對方的機器人卻“嗖”地一下把球踢入了自家的大門,我們反而得到了1分,上半場我們居然憑借對方的烏龍球僥幸領先了。下半場,對手的狀態出奇的好,他們的機器人一直兇悍地進攻,而我們的“跳跳蛙”呆若木雞地站著,一動不動,結果這一局我們以1:3的比分慘告失敗。

我們倆低著頭,非常自責地抱著機器人回來了,做了那么多的準備,卻輸得這么慘,真是不甘心?。±蠋熆吹轿覀兇诡^喪氣的樣子,鼓勵我們說:只要付出了努力與汗水,總會有勝利那一天的,再說還有兩輪呢,你們要加油啊!

不久之后,第二輪開始了。這次的對手是B-4小組,我們把老師的話銘記在心,把我們情緒和“戰車”都調整到最佳的狀態,勇敢迎戰?!皯疖嚒狈路痤I會到我們必勝的信念,終于發揮出它們的昂揚斗志,上半場,我的機器人先拔頭籌,下半場,“跳跳蛙”又進一球,我們勝利在望。快到終場時,“跳跳蛙”不負眾望,又進一球,咦?這是我們自己的球門呀,停!停!……不理我們倆的大聲阻止,球還是慢悠悠地滾入自家的球門,真丟人!但是我們還是以2:1領先哦!

機器人競賽范文5

這次活動內容豐富多彩,每個節目都各具特色,使人難以忘懷。有緊張激烈的問答題,優美動聽的月亮歌曲;有詼諧幽默的小品表演,靈活好看的舞蹈;還有感情真摯的朗誦等等。在這些節目中,最使我難以忘懷的還是月亮詩背誦和講故事了。先說講故事吧,當屏幕上出現“月亮故事”這個標題時,我真有點不知所措,因為我們這個組從頭到尾就沒有準備過這個節目,但是,如果我現在棄權,那么就要記零分了。眼看著前面的同學以個個都能流利的講出自己準備的故事,而我卻焦躁不安,但是我必須準備以個。??!我知道了,前幾天不是看過一個關于月球的來源的一個故事嗎?別人一定想不到的,就是它了。

輪到我講故事了,我信心滿滿的大步跨上演講臺,我們組員們都為我捏一把汗,而我,卻在臺上輕松自如的盡情揮灑,雖然有時我吐錯了一個字,甚至記不清楚下一句話了,但是,我是相信我自己的,相信自己一定能為組里爭取分數。講完后,臺下響起一陣激烈的掌聲。通過這次講故事,我明白了一個道理:成功的第一步就是自信。

這次活動最精彩的莫過于背誦月亮詩了。知道為什么嗎?那就跟著我一直看吧,第一組的代表上臺了。他說了三四句就下臺了,然后一組的組員陸續背誦。每個組都有五分鐘時間。背對每個句子得五分!這個環節可是得分的關鍵哦!繼續看吧,第二組的代表上臺了,不過她好象沒做好準備,也說的不多,但是呢,魯冰花同學可厲害了,一口氣說了二十多個句子,對我們來說已經是極限了,隨后,三組也說,他們得分也很不錯。

機器人競賽范文6

論文摘要:介紹教育機器人在機器人競賽及課內外教學中的應用現狀,并提出其教育價值。

1引言

自從20世紀50年代末世界上第一臺機器人誕生之后,機器人技術得到了迅速的發展。機器人技術是一個國家科學技術水平和國民經濟現代化、信息化的重要標志,也是打開21世紀大門的鑰匙[1]。

隨著機器人技術的發展,其在教育領域的應用也逐步得到重視。目前教育機器人主要應用于課內外教學和參加各級各類科技創新活動,表現出了無可比擬的教育價值和極待挖掘的發展前景。

2機器人的定義

在科技界,科學家會給每一個科技術語一個明確的定義,但機器人的定義卻至今沒有統一。原因之一是機器人還在發展,根本原因則是機器人涉及到了人的概念,使之成為難以回答的哲學問題。早在1967年日本召開的第一屆機器人學術會議上,就有專家提出了兩個有代表性的定義[2]。之后又不斷涌現新的見解。我國科學家對機器人的定義是:“機器人是一種自動化的機器,所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力,如感知能力、規劃能力、動作能力和協同能力,是一種具有高度協同性的自動化機器?!盵2]

3教育機器人簡介

干國勝在其碩士論文中對教育機器人解釋如下:用在教育領域的以人工智能決定其行動的機器人[2]。從學習角度講,“教育機器人是由生產廠商專門開發的以激發學生學習興趣、培養學生綜合能力為目標的機器人成品、套裝或散件”[3]。它除了機器人機體本身之外,還有相應的控制軟件和教學課本等。

國內已有一些企業和公司可以生產教育機器人或教學平臺。不同種類的教育機器人不斷涌現,如SmartCar[4]、SUUNY618、博思威科教育機器人等均已投入市場。

4教育機器人產生背景

機器人技術是在二戰以后才發展起來的新技術。1958年美國的Consolidated公司制作出了世界上第一臺工業機器人,由此揭開了機器人發展的序幕[5]。1967年日本川崎重工公司從美國購買了機器人的生產許可證,日本從此開始了研究和制造機器人的熱潮。隨著機器人在工業上的廣泛應用,如何加強工人對機器人的了解從而提高他們對機器人的控制也就成為一個顯著的問題。機器人教育也就隨之產生。2003年4月3日到7日,日本橫濱舉行了2003年機器人博覽會[6]。專門用于教學的教育機器人從此誕生了。

國外教育機器人的研究開展較早。早在上世紀六十年代日本、美國、英國等西方發達國家已經相繼在美國大學里開始了對機器人教育的研究,到了六十年代他們在中小學也開始了機器人教學,在此過程中也推出了各自的教育機器人基礎開發平臺[5]。我國的機器人研究在七八十年代就已開展起來,在我國的“七五”計劃,“863”計劃中均有相關的內容。但針對中小學的機器人教學起步較晚,到上世紀九十年代后期才得到了初步的發展,目前發展仍不完善。

5教育機器人應用現狀

教育機器人主要用于機器人競賽和課內外教學。

5.1機器人競賽機器人教育對高科技社會的巨大影響已經引起了美國、歐洲、日本等發達國家和亞洲各國的高度重視,也得到了我國教育界的極大關注。國內外機器人賽事不斷,引人注目。目前,全球每年有一百多項機器人競賽,參加人員從小學生、中學生、大學生到研究者[5]。

1)國際比賽。①機器人足球競賽。讓機器人踢足球的想法是在1995年由韓國科學技術院(KAIST)的金鐘煥(Jong-HwanKim)教授為了發展多智能體技術而提出的。1996年11月,他在韓國政府的支持下首次舉辦了微型機器人世界杯足球比賽(即FIRAMiroSot’96)。

國際上最具影響的機器人足球賽主要是FIRA和RoboCup兩大世界杯機器人足球賽,這兩大比賽都有嚴格的比賽規則,融趣味性、觀賞性、科普性為一體,為更多青少年參與國際性的科技活動提供了良好的平臺。

FIRA(FederationofInternationalRobot-soccerAssociation)是國際機器人足球聯合會的縮寫,于1997年第二屆微型機器人錦標賽(MiroSot’97)期間在韓國成立的。FIRA每年舉辦一次機器人足球世界杯賽(FIRARobot-SoccerworldCup),簡稱FIRARWC,比賽的地點每年都不同,至今已經分別在韓國(三屆)、法國、巴西、澳大利亞(兩屆)、中國等國家舉辦了多屆賽事。

RoboCup(RobotWorldCup)是一個國際性組織,1997年成立于日本。RoboCup以機器人足球作為中心研究課題,通過舉辦機器人足球比賽,旨在促進人工智能、機器人技術及其相關學科的發展。RoboCup的最終目標是在2050年成立一支完全自主的擬人機器人足球隊,能夠與人類進行一場真正意義上的足球賽。RoboCup至今已組織了八屆世界杯賽。比賽項目主要有:電腦仿真比賽、小型足球機器人賽、中型自主足球機器人賽、四腿機器人足球賽、擬人機器人足球賽等項目。

②機器人滅火競賽。機器人滅火的想法是在1994年由美國三一學院的JackMendelssohn教授首先提出的。比賽在一套模擬四室一廳住房內進行,要求參賽的機器人在最短的時間內熄滅放置在任意一個房間中的蠟燭。參賽選手可以選擇不同的比賽模式,比如,在比賽場地方面可以選擇設置斜坡或家具障礙,在機器人的控制方面可選擇聲控和遙控,熄滅蠟燭所用的時間最短,選擇模式的難度最大,綜合扣分最少的選手為冠軍。雖然比賽過程僅有短短幾分甚至幾秒鐘的時間,用來滅火的機器人體積也不超過31立方厘米,但其中包含了很高的科技含量。目前,機器人滅火比賽已成為全球最普及的智能機器人競賽之一。

③機器人綜合競賽。國際機器人奧林匹克競賽。主要是亞太國家參與的一項國際機器人賽事,2002年中國北京成功舉辦了第四屆比賽,有包括韓國、新加坡、中國大陸、香港、臺灣、菲律賓、泰國在內的七個國家和地區參加了這一賽事,比賽圓滿成功,第五屆比賽于2003年月11月6日~10日在韓國舉行。

FLL機器人世錦賽,1998由美國非盈利組織FIRST發起,目前有10多個國家(英國、法國、德國、北歐5國家、新加坡、韓國、中國)及美國的46個州參加該活動。每年秋天,由教育專家及科學家們精心設計的FLL挑戰題目將通過網絡全球同步公布。各國/區域選拔賽在年底舉行,總決賽于4~5月在美國舉行。競賽內容包括主題研究和機器人挑戰2個項目,參賽隊可以有8~10周的時間準備比賽。

④其他比賽。在國外,1980年,第一屆全日本機器人走迷宮比賽;1992年,第一屆美國人工智能學會移動機器人比賽;1998年,第一屆國際海洋機器人競賽;2001年,日本政府舉辦第一屆國際機器人節,舉行了十幾項各種機器人比賽。教育智能機器人是目前歐美國家流行的用于培養學生動手能力,計算機應用能力,和創新思維的學習工具。

孫媛媛、何花撰文指出,國際機器人競賽有以下特點:比賽規模不斷擴大,比賽項目不斷完善,比賽的影響力不斷完善,推動技術進步,促進學校教育[7]。

2)國內比賽。在國內,2000年,FIRA中國區比賽;2002年,CCTV杯機器人比賽;2004年,第五屆全國中小學電腦制作大賽;自2005年開始的全國青少年教育機器人競賽[8];中國科協主辦的中國青少年機器人競賽,中央電教館舉辦的中小學生電腦制作活動,教育部關心下一代工作委員會、中國發明協會舉辦的全國中小學信息技術創新與實踐活動[9]。還有近幾年各省、市組織各種類型機器人比賽。

3)機器人競賽的教育價值。何智等撰文指出中小學機器人競賽對當前的教育會產生重大的作用:促進教育方式的改革,培養學生的綜合能力;有利于建立一門新的標準課程;寓教于樂;培養學生的團隊協作精神和寬容為懷的人文品格[9]。

北京科技大學的郗安民教授在接受訪談時指出,大學生機器人比賽是一項很好的科技創新活動,不僅易于激發興趣,而且綜合了多學科的知識,是一項比較大的訓練工程[10]。張云洲等探討了機器人競賽對于大學生教育的價值:機器人競賽活動的開展有效激發了學生參與科技創新、開發與研制的興趣愛好,有利于其綜合素質的培養[11]。

5.2學科及課外教學目前,除將教育機器人用于參加各種比賽外,教育機器人還被用于課內外教學,以提高學生設計、開發、應用機器人的能力和創新能力。北京、上海、廣東、浙江、江蘇、湖北等省市已經先后將教育機器人納入地方課程或校本課程。到2005年底,我國已有76所中小學成為機器人教學實驗學校。教育機器人正在逐步地走入我國的各類學校[3]。

王立春撰文從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等各個方面探究教學機器人所具有的獨特的教育價值,指出教育機器人在教育領域的頑強生命力和巨大發展前景[12]。

張興華以碩士論文的形式深入探究了基于機器人的青少年活動的教育價值。她從親身體驗的活動案例出發,把握了全國基于機器人的青少年活動的形勢,在深入研究的基礎上認為基于機器人的課外活動的教育價值主要體現在三個方面:對青少年各方面能力的培養;促進教育方式的改革;有利于建立一門新的標準課程[13]。

6結語

教育機器人事業方興未艾。教育機器人活動知識覆蓋面廣、能力鍛煉多樣、情感體驗豐富,受到越來越多的師生歡迎,正向廣大師生的普及過渡。教育機器人必將為我國的素質教育做出應有的貢獻。教育機器人的前途是光明的。

參考文獻

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[8]馬文志.“碧波杯”第三屆全國青少年教育機器人競賽在蘇州落下帷幕[J].輔導員,2007(10)

[9]何智,胡又倫,艾倫.中小學生機器人競賽的教育價值述評[J].中國教育技術裝備,2006(1)

[10]以機器人比賽推動素質教育——訪北京科技大學郗安民教授[J].機器人教育與應用,2004(4)

[11]張云洲,吳成東,崔建江,叢德宏.基于機器人競賽的大學生創新素質培養與實踐[J].電氣電子教學學報,2007(2)

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