1.5 机器人组织及竞赛
1.5.1 RoboCup
机器人足球世界杯(Robot World Cup,RoboCup)是一个国际性的研究和教育组织,通过提供一个标准问题来促进人工智能和智能机器人的研究。1992年10月,在日本东京举行的“关于人工智能领域重大挑战的研讨会”上,研究人员对制造和训练机器人进行足球比赛以促进相关领域研究进行了探讨。1996年,RoboCup国际联合会成立,并在日本举行了表演赛,以后每年举办一届。
RoboCup选择足球比赛作为基本的领域,所以RoboCup通常也指该组织下的机器人世界杯足球锦标赛,以多智能体系统MAS(Multi-Agent System)和分布式人工智能DAI(Distributed Artificial Intelligence)为主要研究背景。通过提供一个标准的易于评价的比赛平台,促进DAI与MAS的研究与发展。
RoboCup机器人足球(见图1.17)是在动态不确定环境下对人工智能的考验,是以体育竞赛为载体的高科技对抗,是培养信息、自动化领域科技人才的重要手段,同时也是展示高科技水平的生动窗口和促进科技成果实用化和产业化的有效途径。机器人足球的研究融入了机器人学、机电一体化技术、通信与计算机技术、视觉与传感器技术、智能控制与决策等多学科的研究成果,反映出一个国家信息与自动化技术的综合实力。
目前RoboCup机器人足球世界杯的比赛类型包括以下几种:
① 足球比赛(RoboCup Soccer)。仿真组(Simulation League)、小型组(Small Size League)、中型组(Middle Size League)、标准组(Standard Platform League)、类人组(Humanoid League),如图1.18所示。
② 救援比赛(RoboCup Rescue)。仿真组(Rescue Simulation League)、机器组(Rescue Robot League)。
③ 家庭(组)比赛。
④ 青少年比赛(RoboCup Junior)。足球机器人(Soccer Challenge)、救援机器人(Rescue Challenge)、舞蹈机器人(Dance Challenge)。
中国机器人大赛暨RoboCup公开赛作为RoboCup的中国选拨赛,由中国自动化学会机器人竞赛工作委员会、RoboCup中国委员会、科技部高技术研究发展中心主办,是中国最具影响力且最权威的机器人技术大赛、学术大会和展览,基本覆盖了中国现有最顶级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年开始已成功举办了十多届,北京、上海、广州、合肥、苏州、济南、中山、鄂尔多斯、兰州、徐州等地成功举办了历届大赛,其宗旨是通过组织机器人比赛和技术研讨,让更多的群众尤其是青少年学生了解机器人,喜爱机器人,向他们普及现代科学知识,为我国的机器人事业培养更多的优秀人才。同时通过机器人比赛和技术研讨,也为推动和促进机器人与自动化技术的发展与创新,为我国的快速持续发展贡献力量。机器人研究涉及多个学科,如力学、机械学、电子学、控制论、计算机科学等,学生在参加机器人比赛过程中不仅可以扩展知识面,还能促进学科交叉,迅速提高学生动手能力,培养学生的创新能力。
1.5.2 FIRA组织及其竞赛
FIRA(见图1.18)是国际机器人足球联合会(Federation of International Robot-Soccer Association)的缩写。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合会宣告成立。此后FIRA在全球范围内每年举行一次机器人世界杯比赛(FIRA Robot-Soccer World Cup),同时举办学术会议,供参赛者交流他们在机器人足球研究方面的经验和技术。
FIRA至今已举行了十多届世界杯比赛,足迹遍布亚洲、欧洲、美洲和大洋洲,成为各类国际机器人竞赛中最具水平和影响力的赛事之一。除了一年一度的世界杯比赛以外,每年还有许多地区性的FIRA机器人足球比赛。蓬勃发展的机器人足球比赛对机器人足球的研究起到了巨大的推动作用。
FIRA机器人足球主要比赛种类如下。
① HuroCup:类人机器人世界杯,由篮球、举重、足球等多个子项目组成,如图1.18(a)所示。
② Amiresot:全自主(微型)机器人足球。
③ MiroSot:半自主(微型)机器人足球,如图1.18(b)所示。
④ RoboSot:全自主(小型)机器人足球,如图1.18(c)所示。
⑤ AndroSot:安卓类人机器人足球,如图1.18(d)所示。
⑥ NaroSot:半自主(微小型)机器人足球。
⑦ SimuroSot:仿真机器人足球。
1.5.3 亚太大学生机器人大赛
亚太大学生机器人大赛(见图1.19)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,于1989年成为日本NHK每年的赛事,命名为“全日本机器人大赛”。1990年第一次邀请除日本之外的国外代表队参赛。2002年由亚洲太平洋地区广播电视联盟(ABU)倡导,每年举办一届,以选拔国内制作机器人的冠军队参加亚太区桂冠的争夺,自此成为一项国际性比赛。该赛事的宗旨是致力于培养各国青少年对于开发、研制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培养后备人才。涉及机械制图、电子技术、单片机、传感检测、自动控制、图像处理、计算机编程、电机拖动等多门学科的知识,通过赛事使学生对机器人有完整的系统认识,增强理论联系实践的能力,培养创新思维能力。
全国大学生机器人大赛(ROBOCON),也称全国大学生机器人电视大赛,之前为“CCTV全国大学生机器人电视大赛”(2002-2012年由中央电视台主办),是由团中央主办的全国性大学生科技活动,为亚太大学生机器人大赛中国地区的选拨赛。
亚太大学生机器人电视大赛每届都有一个不同的主题。在已举办的14届大赛中,中国代表队参加了13届,并取得了5次冠军、3次季军的好成绩。
1.5.4 飞思卡尔杯智能车竞赛
飞思卡尔杯智能车竞赛(见图1.20)起源于韩国,是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以飞思卡尔单片机为核心的大学生课外科技竞赛。现在已发展成为一个国际性赛事。
大赛组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池,参赛队伍要制作一个能够自主识别路径的智能车,在专门设计的跑道上自动识别道路行驶,最快跑完全程而没有冲出跑道并且技术报告评分较高为获胜者。竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体,以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景,涵盖控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识,对学生的知识融合和实践动手能力的培养,具有良好的推动作用。
全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛为飞思卡尔杯国际赛选拔参赛队伍,由于参赛成本低、实验环境搭建比一般竞赛简易,使得全国30个省市自治区近300所高校积极响应,已发展成全国广泛参与的大学生课外科技竞赛。
竞赛分别设立光电组、摄像头组、电磁组、创意组等多个组别。全国竞赛首先在各个分赛区进行报名、预赛,各分赛区的优胜队将参加全国总决赛。