机器人竞赛国内外发展历史及现状分析(转载).doc

机器人竞赛国内外发展历史及现状分析作者：西安科技大学 李艳春从1954年美国人Devol颁布工业机器人专利至今已经半个世纪了。它的成长历程印证了这样的论断：机器人是20世纪人类的伟大发明。机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义的自动化。机器人技术将筑起21世纪人类新的“长城”。随着智能技术突飞猛进的发展、教育理念的不断更新，作为综合了人工智能、计算机、自动控制、图像处理、传感器及信息融合、精密机构、无线通讯、机械电子学和新材料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，培养学生创新能力，在全世界范围内相继出现了一系列的机器人竞赛，如RoboCup、Fira、ABU-RoboCon、CCTV-ROBOCON、国际机器人奥林匹克竞赛、FLL机器人世界锦标赛、中国青少年机器人竞赛等。更多小型的机器人赛事更是数不胜数。机器人竞赛，融趣味性、观赏性、科普性为一体，给青年提供了越来越多充分展示聪明才智的舞台,也为青年提供了一个充分表现科技思想和行动的舞台,培养了他们实际动手能力,团队协作能力,提高了创新能力,充分贯彻了中央“科教兴国”战略方针，是“科教兴国”战略方针的具体体现和创新举措。机器人竞赛已经成为一个能激发学生们的学习兴趣、引导他们积极探索未知领域、参与国际性科技活动的良好的平台。机器人竞赛实际上是高技术的对抗赛，从一个侧面反映了一个国家信息与自动化领域基础研究和高技术发展的水平。机器人竞赛使研究人员能够利用各种技术，获得更好的解决方案，从而又反过来促进各个领域的发展，这也正是开展机器人竞赛的深远意义，同时也是机器人竞赛的魅力所在。目前国际上流行的机器人竞赛按照比赛主题可以分为以下三类：一、机器人足球竞赛机器人足球的最初想法由加拿大不列颠哥伦比亚大学的Alan Mackworth教授于1992年正式提出。国际上最具影响的机器人足球赛主要是FIRA和RoboCup两大世界杯机器人足球赛。1. FIRA机器人足球比赛 最早由韩国高等技术研究院(Korea Advanced Institute of Science and Technology，KAIST)的金钟焕(Jong-Hwan Kim)教授于1995年提出，并于1996年在KAIST所在的韩国(Daejeon)举办了第一届国际比赛。 1997年6月，第二届微机器人足球比赛(MiroSot97)在KAIST举行期间，国际机器人足球联盟(Federation of International Robot-soccer Association，FIRA)宣告成立。此后FIRA在全球范围内每年举行一次机器人世界杯比赛(FIRA Cup)，至今已经分别在韩国大田(1996、1997)、法国巴黎（1998）、巴西坎皮那斯（1999）、澳大利亚亚拉科汉普(2000)、中国北京（2001）、韩国汉城、大田、釜山等6城市（2002）、奥地利维也纳（2003）、韩国釜山（2004）、新加坡（2005）、德国多特蒙德（2006）、美国旧金山（2007）、中国青岛（2008）先后举办了十三届赛事。2. RoboCup机器人足球比赛1993年，Minoru Asada（浅田埝）、Hiroaki Kitano（北野宏明）和Yasuo Kuniyoshi等著名学者创办了RoboCup机器人足球世界杯赛（the Robot world cup soccer games，简称RoboCup）。RoboCup的最终目标是在2050年成立一支完全自主的拟人机器人足球队，能够与人类进行一场真正意义上的足球赛。RoboCup至今已经分别在日本名古屋（1997）、法国巴黎（1998）、瑞典斯德哥尔摩（1999）、澳大利亚亚墨尔本（2000）、美国西雅图（2001）、日本福冈（2002、2005）、意大利帕多瓦（2003）、葡萄牙里斯本（2004）、德国不来梅（2006）、美国亚特兰大（2007）、中国苏州（2008）先后举办了十二届赛事。二、机器人灭火竞赛国际机器人灭火比赛，由全球教育机器人创始人之一美国三一学院的Jake Mendelssohn教授于1994年始创，此项赛事是目前历史最悠久、影响最广、参与选手最多的国际机器人竞赛之一。比赛是在一套模拟四室一厅住房内进行，要求参赛的机器人在最短的时间内熄灭放置在任意一个房间中的蜡烛。参赛选手可以选择不同的比赛模式，比如，在比赛场地方面可以选择设置斜坡或家具障碍，在机器人的控制方面可选择声控和遥控，熄灭蜡烛所用的时间最短，选择模式的难度最大，综合扣分最少的选手为冠军。虽然比赛过程仅有短短几分甚至几秒钟的时间，用来灭火的机器人体积也不超过3l立方厘米，但其中包含了很高的科技含量。机器人装备了数据处理芯片、行走、灭火装置以及火焰探测器、光敏探测器、声音探测器、红外探测器和超声波探测器等各种仪器，这些设备使机器人好像长了脑子、眼睛、耳朵和手脚，从而能够根据场地的不同情况，智能性地完成避障、寻火、灭火等任务。从1994起每年举办一次比赛，至今已经成功举办了十五届赛事。三、机器人综合竞赛无论是机器人足球比赛系列还是机器人灭火比赛系列都主要围绕着一个主题进行的机器人竞赛，在国际上，除了这些机器人单项竞赛之外，还有把各项机器人竞赛组合在一起的比赛系列，即机器人综合比赛。这些比赛主要包括国际机器人奥林匹克竞赛、FLL机器人世锦赛和亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛（简称ABU-ROBOCON）。1. 国际机器人奥林匹克竞赛国际机器人奥林匹克委员会（International Robot Olympiad committee ，即IROC）是一个非赢利性的国际机器人组织，成立于1998年，总部设在韩国。IROC从1999年开始组织首届“国际机器人奥林匹克竞赛”，这是一项将科技与教育目的融为一体的亚太地区的竞赛，目的是为了使更多青少年有更多机会参加国际间的科技交流活动、展示自己的才华和能力，激发他们对科技和机器人世界的不懈探索12。迄今为止，已经分别在韩国大田市（1999、2003、2004、2005）、韩国汉城市（2000）、中国香港（2001）、中国北京（2002）、澳大利亚黄金海岸市（2006）、新加坡（2007）、马来西亚（2008）成功举办了十届比赛。2. FLL机器人世锦赛 FLL（FIRST LEGO League）机器人世锦赛于1998年由美国发明家Dean Kamen创立的FIRST（For Inspiration and Recognition of Science and Technology）机构和LEGO集团发起, 目前参加该比赛的有10多个国家（英国、法国、德国、北欧5国家、新加坡、韩国、中国）及美国的46个州，是世界上影响最大的一项机器人比赛。该比赛从1998年开始每年举办一次，由主办方发布挑战题目，各参赛队可以在8至10周的准备时间内进行项目的研究和设计。比赛分为机器人技术、课题研究和现场交流展示三部分，机器人技术又包括技术答辩和机器人挑战两部分。3. ABU-ROBOCON始于2002年的亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛，简称ABU-ROBOCON（Asia-Pacific Robot Contest），是由中国，日本，泰国，新加坡，泰国和印度尼西亚组成理事会的“亚洲太平洋广播联盟”（亚广联）举办的每年一度的重大国际性赛事。比赛的宗旨是着力培养各国青少年对于高科技的兴趣与爱好，提高各参与国的科技水平，为机器人工业的发展发掘和培养后备人才。此活动的前身是日本广播协会的机器人比赛，该项赛事从1988年开始，与 1989年成为日本NHK 每年的赛事，名名为“全日本机器人大赛”。1990年他们开始第一次邀请除日本之外的国外代表队参赛，比赛成为一项国际性比赛。从2002年起ABU ROBOCON机器人大赛正式诞生，该大赛每年举办一次，自2002年第一届ABU-ROBOCON在日本举办以来已经成功举办了七届。国内机器人比赛全国范围内的主要有以下四项赛事：一、全国机器人足球锦标赛1997年7月，国际机器人足球联盟中国分会（简称FIRA中国分会）成立，分会设在哈工大。由洪炳镕教授担任主席。同年中国人工智能学会（CAAI）下设机器人足球工作委员会，由洪炳镕教授同时担任主任。自1999年开始到2008年在 CAAI和FIRA支持下，已经举办了8次全国锦标赛和2次FIRA世界杯机器人足球大赛，有力地推动了国内机器人足球的研究和发展。各界赛事详情如表2.1所示。表2.1全国机器人足球锦标赛各界赛事表 次数 名 称 时间 地点 1 首届全国机器人足球邀请赛 1999.7 哈尔滨 2 德达杯首届全国机器人足球锦标赛 1999.11 哈尔滨 3 滨化杯第二届全国机器人足球锦标赛 2000.9 北京 4 FIRA世界杯国际机器人足球锦标赛 2001.8 北京 5 大庆杯第三届全国机器人足球锦标赛 2002.4 大庆 6 哈工大杯第四届全国机器人足球锦标赛 2003.8 哈尔滨 7 武汉工程大学杯第五届全国机器人足球锦标赛 2004.6 武汉 8 西华大学杯第六届全国机器人足球锦标赛 2005.7 成都 9 华煤杯第七届全国机器人足球锦标赛 2006.6 平凉 10 思远+1杯第八届全国机器人足球锦标赛 2007.5 武汉 11 第十三届FIRA世界杯机器人足球大赛 2008.7 青岛 二、（2）中国机器人大赛暨RoboCup公开赛中国机器人大赛暨RoboCup公开赛是国内最权威、影响力最大的机器人技术大赛和学术大会，基本覆盖了中国现有最顶级、全部的机器人专家和众多日本、美国、德国知名机器人学者，为当今中国、乃至亚洲机器人尖端技术产业竞赛和国际顶尖人才汇集的活动之一。大赛从1999年第一次在重庆举行后，以后每年举办一次，已在国内重要城市举办了十届，北京、上海、广州、合肥、苏州、济南、中山等地成功举办了历届大赛。 三、CCTV-ROBOCON中国中央电视台为了选拔能够代表中国参赛的代表队，自2002年开始举办中央电视台机器人电视大赛（简称CCTV-ROBOCON ），以选拔队伍参加亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛（ABU-ROBOCON），至今已成功举办了七届。四、中国青少年机器人竞赛中国青少年机器人竞赛是在2000-2005年科学技术普及工作纲要和2001-2005年中国青少年科学普及活动指导纲要的倡导下，开展的一项适应21世纪青少年需求的，富有时代性、创新性、参与性和普及性的青少年科普活动。从2001年举办第一届起，该活动在探索中逐步成熟，已发展成为汇集全国31个省、自治区、直辖市及港、澳地区青少年机器人技术爱好者共同参与的，颇有影响的青少年示范活动，至今已经先后在广州（2001、2002）、郑州（2003）、南宁（2004）、西安（2005）、昆明（2006）、重庆（2007）、长沙（2008）成功举办了八界比赛。这项活动越来越受到广大青少年机器人爱好者的欢迎和社会各界的关注。少年机器人竞赛活动不仅为青少年提供展现才智的平台，还积极架起国内青少年与国外青少年互动交流的桥梁。2001年中国自动化学会机器人竞赛工作委员会成立，她主要负责在国内开展、组织与机器人技术相关的赛事与研讨会，以及参与国际机器人技术领域的竞赛和交流。此后，中国的机器人竞赛开始朝着多样