機器人等級考試和比賽

□文/全權、王帥

隨著人工智能時代的到來，機器人教育越來越被政府和社會各界所重視，未來機器人教育將進一步在中小學中普及，成為必修課程。開展各種展示和競賽活動是普及機器人教育的一個重要途徑。機器人競賽項目的內(nèi)容、規(guī)則及評分辦法等的創(chuàng)意設計都極富創(chuàng)造性和挑戰(zhàn)性。通過組織豐富多彩的機器人競賽，可以激發(fā)廣大青少年對科技的興趣，提高青少年的科學素質，并為未來機器人研究和開發(fā)儲蓄后備人才。

人工智能技術在教育領域的運用，將對人類的學習過程產(chǎn)生巨大的幫助。對于未來的教育行業(yè)來說，機器人不再是高端技術，而是必須的技能。既然機器人教育這么重要，在操作層面離不開機器人等級考試和比賽。值得注意的是，機器人比賽歷史比較悠久，而機器人等級考試卻是近年來的新事物。這兩種類型的考核相輔相成，促進機器人教育在中國的發(fā)展。

機器人等級考試

目前我國機器人等級考試至少有三個，分別是：中國機器人運動等級考試、全國青少年機器人技術等級考試和青少年機器人技術等級考評。

中國機器人運動等級考試

（1）簡介

中國機器人運動等級考試是由國家體育總局中國機器人運動工作委員會與教育部全國學校體育聯(lián)盟機器人工作委員會共同指導，面向機器人運動專業(yè)人才以外的廣大機器人愛好者和機器人學員開展的機器人運動等級考試，自2017年7月1日起試行。

（2）考試形式

中國機器人運動等級考試共分為十級，一至二級：考生可根據(jù)自己學習情況，自行選擇相應級別報考；三至十級：考生需逐級考取（即欲報考四級需取得三級證書），通過并取得六級（含）以上的證書的學員經(jīng)培訓后可依照中國機器人運動工作委員會制訂的《中國機器人運動專業(yè)人才評價工作實施辦法》申請專業(yè)資格培訓認證?？荚嚪譃楣P試（或口試）與實操兩部分。筆試題型主要由單項選擇題、多項選擇題、判斷題、畫圖題、實驗題等題型組成；實操題型為命題式項目，包括搭建、調(diào)試、安裝、編程和展示等環(huán)節(jié)。

（3）考試大綱（表1）

表1：中國機器人運動等級考試大綱

全國青少年機器人技術等級考試

（1）簡介

全國青少年機器人技術等級考試由中國電子協(xié)會主辦，國家教育信息化產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟承辦，于2015年推出并在社會公開試點，2016年在全國教育系統(tǒng)（中、小學校）推廣。

（2）考試形式

考試標準由低到高分為一級至六級。六級及以上與中國電子學會全國電子信息專業(yè)技術資格認證（QCEIT）銜接，進入電子信息工程師序列。

（3）考試標準（表2）

《中國專業(yè)人才庫》全國青少年機器人技術等級考試

（1）簡介

《中國專業(yè)人才庫》全國青少年技術等級考試由全國機器人技術考評管理中心人才庫專家委員統(tǒng)一審核。

（2）考試形式

表2：全國青少年機器人技術等級考試標準

基礎級五級1．知識目標：(1)了解機器人的分類方法， 正確判斷某種機械是否屬于機器人；(2)了解不同階段機器人的特點；(3)了解機器人的主要組成，了解機器人相關技術與操控方法：(4)初步了解模塊化編程方法；(5)了解各種搭建工具和元器件的功能；(6)了解各種傳動機械結構的使用；(7)了解伺服電機的特點和作用；(8) 了解各種指示燈、顯示和發(fā)聲模塊的基本特性和使用方法；(9)了解常用傳感器的作用及使用方法；(1 0)了解控制器與程序的作用；(1 1)了解接觸傳感器的原理與種類；(1 2)了解蜂鳴器的原理；(1 3)了解超聲波與次聲波的概念；(1 4)了解二進制的含義與計算方法；(1 5)了解滑輪的原理與種類。2.能力目標：(1)能夠完成簡易機器人搭建任務；(2)能夠用模塊化編程方法編寫簡單程序控制機器人的運行；(3)能夠手控對機器人進行操控；(4) 具有創(chuàng)新設計與搭建能力，能夠綜合考慮多方面的因素；(5)能夠根據(jù)任務要求選擇傳動機械結構完成機器人的搭建；(6)能使用伺服電機對機器人實現(xiàn)簡單控制；(7)具有創(chuàng)新設計與搭建能力，能夠綜合考慮多方面的因素；(8)能初步使用聲光模塊實現(xiàn)聲光信號的輸出；(9) 能利用常用傳感器實現(xiàn)簡單編程控制；(1 0)能夠利用接觸傳感器制作機器人，如功能按鈕、碰碰車、打地鼠游戲機等;(1 1) 能利用滑輪原理制作起重機。3.情感目標：(1)熟悉機器人三大定律，正確看待人與機器人的關系：(2) 感受機器人搭建的樂趣， 激發(fā)主動探究的意愿；(3) 具有設計、 搭建、 編程時的創(chuàng)新意識。專業(yè)級一級1.知識目標：(1) 了解機器人未來的發(fā)展趨勢；(2)了解順序結構、 分支結構、 循環(huán)結構等不同程序結構的特點;(3)了解傳感器的分類；(4) 初步了解代碼編程的方法；(5)了解機器人的基本運動形式；(6)了解電池的基本原理，知道電池的種類和特點；(7) 了解直流電機、繼電器和伺服電機的驅動原理與應用；(8) 了解常見傳感器的分類與簡單的工作原理；(9) 了解萬用表的使用方法；(1 0) 學會使用面包板制作簡易電路，如串聯(lián)、并聯(lián)電路；(1 1) 了解二極管的作用；(1 2)了解三極管的作用；(1 3) 了解電阻的含義與作用；(1 4) 了解串聯(lián)與并聯(lián)的含義和區(qū)別；(1 5) 了解 A r d u i o 編程軟件的安裝方法；(1 6) 了解單片機 I O 口的原理與使用方法。2.能力目標：(1) 能初步選用不同類型的運動部件實現(xiàn)不同的運動形式；(2) 能采取節(jié)能措施， 延長電池放電時間；(3) 能熟練使用直流電機、 繼電器和伺服電機控制機器人；(4) 初步具有在機器人上運用各種常用傳感器的能力；(5) 掌握各種程序結構實現(xiàn)程序的編寫；(6) 初步掌握A r d u i n o語言的編寫方法；(7) 熟練使用萬用表等基本儀器對元件和電器進行檢測：(8)能夠利用面包板制作簡易電路；(9) 能夠通過編程控制 I O 口的輸入與輸出。3.情感目標：(1) 具有勇于創(chuàng)新、勤于實踐、善于思考的學習態(tài)度；(2) 培養(yǎng)設計、搭建、編程時的創(chuàng)新意識；(3)具有團隊協(xié)作、 互幫互學、 尊敬師長、 服從裁判的良好品德。?專業(yè)級二級1.知識目標：(1) 了解智能機器人的基本工作原理和簡單應用；(2) 能使用模塊化編程方法編寫簡單程序；(3) 了解智能機器人的設計方法；(4) 了解智能機器人簡單故障的一般檢測方法；(5) 理解太陽能的工作原理；(6) 了解常用電動機的種類和原理；(7) 理解機器人相關電學知識，并可以制作簡單電路；(8) 理解復雜傳感器的工作原理及簡單應用；(9)了解 C 語言程序的基本編程方法；(1 0) 熟練掌握A r d u i n o語言編寫代碼。2.能力目標：(1) 能使用機器人套裝搭建機器人；(2) 能運用模塊化編程方法編寫機器人控制程序；(3) 初步具有規(guī)劃設計智能機器人的能力；(4)初步具有排除智能機器人簡單故障的能力；(5) 知道電動機分為伺服電機，直流電機，步進電機等主要幾類；(6) 能根據(jù)任務選擇適合的傳感器；(7) 能編寫簡單的 C 語言程序；(8)能運用A r d u i n o語言編寫簡單程序， 控制機器人基本動作（如循跡等);(9) 能夠讀懂A r d u i n o語言程序。3. 情感目標：(1) 愛好機器人運動， 具有勇于創(chuàng)新、 勤于實踐、 善于思考的學習態(tài)度;(2) 具有安全意識、 文明守紀、 操作規(guī)范的職業(yè)素養(yǎng)；(3)具有團隊協(xié)作、 互幫互學、 尊敬師長、 服從裁判的良好品德。專業(yè)級三級1.知識目標：(1)了解智能機器人的工作原理和一般應用；(2)理解程序設計的基本方法；(3) 知道綜合規(guī)劃與設計智能機器人的一般方法；(4)掌握智能機器人簡單故障的一般檢測方法；(5) 知道常見材料的特性和用途；(6)簡單了解數(shù)字信號和模擬信號的分類，以及在生活中的應用。2、 能力目標：(1)能自行規(guī)劃設計機器人外形結構；(2) 能熟練運用模塊化編程方法編寫機器人控制程序；(3) 理解遙控器的原理， 能運用遙控器控制機器人的常規(guī)運動；(4) 初步具有綜合規(guī)劃設計智能機器人的能力；(5)能熟練排除智能機器人簡單故障；(6) 初步學會根據(jù)設計方案選擇合適的材料，并進行材料加工；(7) 能制作一個由傳感器、 控制器、電動機、傳動機械等組成的機器人。3.情感目標：(1) 愛好機器人運動， 具有勇于創(chuàng)新、 勤于實踐、 善于思考的學習態(tài)度;(2) 具有安全意識、 文明守紀、 操作規(guī)范的職業(yè)素養(yǎng)；(3)具有團隊協(xié)作、互幫互學、尊敬師長、服從裁判的良好品德；(4) 具備創(chuàng)新精神、 具有創(chuàng)新能力。專業(yè)級四級1.知識目標：(1) 認識智能機器人的工作原理和綜合應用；(2) 掌握程序設計的基本方法；(3) 掌握綜合規(guī)劃與設計智能機器人的方法；(4)知道智能機器人常見故障的排除方法；(5) 認識二極管、三極管、電阻、電容的特性和作用；(6)掌握機器人檢測系統(tǒng)的基本組成及應用方向。2、能力目標：(1) 具備按要求設計機器人架構的能力；(2)具有根據(jù)問題編寫程序并完成任務的能力；(3) 能自我搭建、 操控和程控機器人完成綜合任務；(4) 具有綜合規(guī)劃設計智能機器人的能力；(5) 能分析和排除智能機器人常見故障；(6) 掌握調(diào)試電路的方法， 能制作簡單電子制品。3、 情感目標：(1)愛好機器人運動， 具有勇于創(chuàng)新、 勤于實踐、 善于思考的學習態(tài)度;(2) 具有安全意識、 文明守紀、 操作規(guī)范的職業(yè)素養(yǎng)；(3)具有團隊協(xié)作、 互幫互學、 尊敬師長、 服從裁判的良好品德；(4) 具有創(chuàng)新精神、 具備主動思考問題、 主動解決問題的能力。

考試共分為十級，基礎級（一級至五級）和專業(yè)級（一級至五級）、助理機器人設計師。每一級分為理論測評、實操測評、情感答辯三個考核方面。

（3）考試大綱（表3）

專業(yè)級五級1.知識目標：(1) 掌握機器人硬件的基本原理；(2)理解結構的基本概念， 知道其主要的類型；(3) 知道流程的含義以及流程對生產(chǎn)生活的意義；(4)知道系統(tǒng)的含義以及系統(tǒng)對生產(chǎn)生活的意義；(5)知道控制的含義，認識控制對人類的意義；(6) 掌握智能機器人常見故障的檢測方法；(7)知道常用透視圖的種類和特點；(8) 學會讀識簡單三視圖的方法；(9)初步學會簡單三維圖形的繪畫、 組合和修改；(1 0) 了解常見材料的特性和用途；(1 1) 了解常見的帶、 鏈、 齒輪、凸輪、蝸輪、液壓等傳動的特點;(1 2) 初步了解代碼編程的方法，學會使用代碼編寫控制程序；(1 3) 認識模擬與數(shù)字信號的應用及產(chǎn)生過程；(1 4) 了解常見遙控系統(tǒng)的組成、分類及其應用。2.能力目標：(1) 能簡單對機器人的結構進行受力分析；(2) 能夠根據(jù)需求規(guī)劃機器人的結構；(3) 能夠設計實現(xiàn)功能的流程，能分析和優(yōu)化流程;(4) 能根據(jù)機器人各系統(tǒng)的作用及聯(lián)系設計出穩(wěn)定高效的系統(tǒng);(5) 能熟練分析和排除智能機器人常見故障；(6) 具有較強的機器人綜合創(chuàng)新設計能力；(7) 初步學會簡單三維圖形的繪畫、組合和修改；(8) 初步學會根據(jù)設計需求選擇材料進行加工；(9) 能判斷基本門電路類型；(1 0) 能用數(shù)字集成電路安裝簡單的實用電路裝置；(1 1) 能用集成電路設計和安裝簡單的遙控系統(tǒng)， 并進行調(diào)試；(1 2)掌握運用簡單算法指導編程的方法，能用流程圖降低編程難度;(1 3)初步學會用計算機軟件繪畫和設計簡單的電路圖；(1 4) 熟練使用萬用表等基本儀器對元件和電器進行檢測。3.情感目標：(1)具有勇于創(chuàng)新、勤于實踐、善于思考、尊重科學的學習態(tài)度；(2) 具有安全意思、文明守紀、操作規(guī)范的職業(yè)素養(yǎng)；(3) 具有團隊協(xié)作、互幫互學、尊敬師長、服從裁判的良好品德。助理機器人設計師1.知識目標：(1) 掌握機器人檢測系統(tǒng)的相關知識；(2) 學會對比使用各種不同的平面連桿機構來實現(xiàn)機械傳動；(3) 理解常見電子元器件的基本原理；(4) 知道各種門電路的基本特征，學會搭建各種基本的門電路；(5) 認識單片機和學會簡單的使用單片機；(6) 了解 C 語言程序的基本編程方法；(7) 知道智能機器人疑難故障的檢測方法；(8) 了解計算機輔助軟件（例如：C A D, S o l i d W o r k s等） ，并能使用軟件完成簡單設計；(9) 了解常見的鋸、刨、車、銑、磨等機床的主要功能；(1 0) 了解數(shù)控加工的特點和過程；(1 1) 了解各種控制電路的基本結構。2.能力目標：(1) 能對機器人的檢測系統(tǒng)進行分析；(2) 能夠分析機器人的結構功能， 從而選擇相應的機械傳動去實現(xiàn)相關功能；(3) 能夠利用不同的平面連桿機構實現(xiàn)機器人的不同動作；(4) 能夠在基本電路中合理使用門電路；(5) 通過對單片機的編程，運用程序實現(xiàn)控制電路相應的功能;(6) 能編寫簡單的 C 語言程序；(7) 能夠熟練的操作各種基本競賽機器人，完成相應競賽任務; (8)能分析和排除智能機器人疑難故障；(9) 初步學會用 C A D 完成設計方案；(1 0) 能夠分析各種控制電路的基本結構并對電路進行優(yōu)化。3.情感目標：(1)具有勇于嘗試、敢于創(chuàng)造、善于分析、不怕吃苦的探宄精神；(2) 具有安全意思、文明守紀、操作規(guī)范的職業(yè)素養(yǎng)：(3)具有團隊協(xié)作、互幫互學、尊敬師長、服從裁判的良好品德。

機器人競賽

中國教育機器人大賽

（1）比賽簡介

中國教育機器人大賽，是由中國人工智能學會主辦的科技類競賽，旨在推動教育機器人進課堂，促進機器人輔助工程創(chuàng)新實踐教育課程的普及和實施。2011年首屆大賽在深圳創(chuàng)辦，之后每年舉辦一次。2017年第七屆比賽中首次增設國際賽區(qū)。

（2）比賽項目

大賽分為大學本科組、大專高職組、中職中學組和小學組四個不同組別進行比賽。1）大學本科組、大專高職組競賽類比賽有：機器人智能搬運比賽、機器人擂臺對抗賽、機器人游中國比賽、機器人搬運碼垛比賽、機器人滅火和救援比賽、小型物流機器人系統(tǒng)比賽、小型室內(nèi)服務機器人系統(tǒng)比賽等七項比賽；評選類比賽有：機器人創(chuàng)意設計與制作、群機器人協(xié)作或者舞蹈兩項比賽。另外，2017年比賽規(guī)則中還有兩個新增比賽項目：無人機競速比賽和QT——資源爭霸賽。2）中小學組比賽項目有：共建家園（幼兒組4-6歲親子合作賽）、小小軍迷 （幼兒小學組 5-7歲親子創(chuàng)意賽）、 翻山越嶺 （小學組）、創(chuàng)意闖關——機關王 （小學組、中學中職組）、逆流而上（小學組、中學中職組）、心靈手巧（小學組、 中學中職組）、激清飛越——無人機競速 （小學組、 中學中職組）、機器人智能搬運 （中學中職組）、機器人擂臺對抗賽（中學中職組）、機器人游中國比賽 （中學中職組）、機器人滅火比賽（中學中職組）、機器人創(chuàng)意設計與制作（小學組、 中學中職組）等12項比賽。

中國青少年機器人競賽

（1）比賽簡介

中國青少年機器人競賽創(chuàng)辦于2001年，由中國科協(xié)主辦，是面向全國中小學生開展的一項普及性科技教育活動。自2001年起，每年舉辦一屆。

（2）比賽項目

中國青少年機器人競賽有機器人綜合技能比賽、機器人創(chuàng)意比賽、FLL機器人工程挑戰(zhàn)賽（FLL全稱FIRST LEGO League，是FIRST機構與樂高集團組成的一個聯(lián)盟組織。比賽中使用LEGO MINDSTORMS 產(chǎn)品和LEGO積木）、VEX機器人工程挑戰(zhàn)賽（VEX是一款機器人制作組件）和WER工程創(chuàng)新賽（WER ，World Educational Robot Contest是一項面向全球4-18歲青少年的教育機器人比賽）五個競賽項目。1）機器人綜合技能比賽面向中小學生，要求參加比賽的代表隊在完全封閉的現(xiàn)場自行組裝機器人、編寫機器人運行程序、調(diào)試和操作機器人,完成在固定場地上設置的不同難度的任務。2）機器人創(chuàng)意比賽自由度比較高，每年設置一個比賽主題，比賽準備時間為6個月左右。學生可以在學校、家庭、校外機器人工作室或科技實驗室里，以個人或小組的方式進行智能機器人的創(chuàng)意、設計、編程與制作，最后完成自己的機器人創(chuàng)意作品參加大賽展示和評選。3）FLL機器人工程挑戰(zhàn)賽是一項青少年國際機器人比賽項目，整個競賽分為現(xiàn)場競技、技術問辯、課題研究幾個部分。比賽每年設置一個主題，圍繞主題設計十余項任務，學生需設計機器人在固定場地內(nèi)完成這些任務。4）VEX機器人工程挑戰(zhàn)賽也是一項國際青少年機器人比賽項目，每年設置一個主題并設計新的競技內(nèi)容。比賽采用聯(lián)隊對抗形式進行，參賽青少年通過遙控器控制己方的兩個機器人獲得盡量多的分數(shù)，同時還要合理運用戰(zhàn)略防止對方得分。5）WER工程創(chuàng)新賽設置與年度主題有關的模擬場景任務，要求參賽隊在現(xiàn)場組裝機器人、編程、調(diào)試和操作機器人，完成比賽任務。

亞太青少年機器人競賽

（1）比賽簡介

APRC（亞太青少年機器人競賽）由中國亞太機器人發(fā)起，是由中國人自己制定競賽規(guī)則的開放式國際機器人賽事。APRC由中國教育在線、WTIO ( 世界科技創(chuàng)新組織）、APRC理事會等共同主辦。

（2）比賽項目

比賽分為競賽類項目和創(chuàng)客項目。其中競賽類項目中中小學組有無人機競賽、人型機器人競賽、機器人綜合技能競賽、機器人障礙競賽、機器人投擲競賽、機器人三項全能聯(lián)賽、機器人墨攻挑戰(zhàn)賽、機器人籃球競賽、機器人創(chuàng)意競賽、機器人百米競賽、機器人3D創(chuàng)意設計競賽、機器人鐵甲鋼拳競賽（小學組）；幼兒組比賽有幼兒機器人創(chuàng)意競賽、垃圾回收機器人親子競賽（每隊參賽選手為一名3-5歲的幼兒及一位家長（爸爸或者媽媽）；大學組比賽有機器人墨攻挑戰(zhàn)賽。創(chuàng)客類比賽有APRC極晝創(chuàng)客（多元創(chuàng)客）（中小學）、APRC極致創(chuàng)客（單體創(chuàng)客）（中小學）、機器人鐵甲鋼拳競賽（小學組）、APRC創(chuàng)客大賽(大學組)、APRC極圈創(chuàng)客大賽（4-5歲的幼兒）。

中國機器人大賽

（1）大賽簡介

中國自動化學會從1999年開始，相繼開展了FIRA、RoboCup、中國機器人大賽等競賽活動。從2016年開始，原中國機器人大賽暨RoboCup中國公開賽中RoboCup比賽項目和RoboCup青少年比賽項目合并在一起，舉辦RoboCup機器人世界杯中國賽。原中國機器人大賽暨RoboCup中國公開賽中非RoboCup項目繼續(xù)舉辦中國機器人大賽。

（2）比賽項目

2016年1月中國自動化學會機器人競賽與培訓部對原有的15個大項79個子項調(diào)整為17個大項39個子項目。調(diào)整后的項目為：1）籃球機器人自主機器人項目、仿真機器人項目；2）FIRA小型組5vs5項目、11vs11項目、仿真組5vs5項目、仿真組11vs11項目；3）服務機器人通用服務機器人項目、超市機器人項目、多人辨識項目、非限定項目、仿真項目；4）機器人旅游探險游項目、尋寶游項目、循線越野游項目、搶道越野游項目；5）醫(yī)療機器人規(guī)定動作項目、骨科手術機器人項目；6）武術擂臺賽無差別1vs1項目、無差別2vs2項目、輕量組項目、重量組項目；7）舞蹈機器人多足異形項目、雙足人形項目；8）工程機器人光電車型搬運賽項目、攝像頭車型搬運賽項目、人型搬運賽項目；9）競技機器人競步窄足賽項目、競步交叉足賽項目、競步體操賽項目、競速標準賽項目；10）助老服務機器人助老生活服務項目、助老環(huán)境與安全服務項目；11）水下機器人機器人水下對抗項目、機器人水下作業(yè)項目、機器人水中巡游項目；12）空中機器人無人機續(xù)航挑戰(zhàn)項目、無人機大戰(zhàn)水果項目；13）救援機器人環(huán)境自主建圖項目、越障與搜救項目；14）中型組仿真賽；15）機器人先進視覺賽；16）四足仿生機器人項目鐵人三項項目、協(xié)作搬運項目；17）自動分揀機器人賽。

機器人世界杯RoboCup

（1）比賽簡介

機器人世界杯RoboCup是世界機器人競賽領域影響力非常大、綜合技術水平高、參與范圍廣的專業(yè)機器人競賽，由加拿大大不列顛哥倫比亞大學教授 Alan Mackworth在1992年首次提出，從1997年開始進行比賽。機器人世界杯中國賽（RoboCup China Open）是機器人世界杯RoboCup的正式地區(qū)性賽事。

（2）比賽項目

機器人世界杯中國賽分為入門級比賽和國際標準項目。1）入門級比賽有Mini Maze現(xiàn)場賽、Mini Rescue、積木遙控足球、積木智控足球、幼兒組現(xiàn)場賽；2）國際標準項目有舞蹈小學組、舞蹈中學組、足球重量無組別、足球輕量小學組、足球輕量中學組、Rescue Line小學組、 Rescue Line中學組、Rescue Maze 無組別。

亞太大學生機器人大賽（ABU Robocon）

（1）大賽簡介

“亞太大學生機器人大賽”的前身是日本廣播協(xié)會的機器人比賽，該項賽事從1988年開始舉辦，于1989 年成為日本NHK每年的賽事，并被命名為“全日本機器人大賽”。1990年第一次邀請除日本之外的國外代表隊參賽，成為一項國際性比賽。全國大學生機器人電視大賽（Robocon）是由中央電視臺主辦的全國大學生科技活動，自2002年開始每年一屆，為“亞太大學生機器人大賽”選拔中國大學生的優(yōu)秀代表隊，到目前為止已成功舉辦十六屆，每屆一個主題。2013年央視正式退出該項比賽，中國失去參與國際賽資格。2014年共青團中央成為該項賽事主辦方。該項賽事亦稱為“全國大學生機器人大賽”。

（2）比賽主題

近三年比賽主題：第十五屆主題——清潔能源，比賽規(guī)則的設計體現(xiàn)了盡可能減少能源消耗和利用清潔、可再生能源的意識；第十六屆主題——舞盤雅樂，靈感來自我國古代傳統(tǒng)禮儀和游戲“投壺”；第十七屆主題——飛龍繡球。靈感來自我國廣西壯族人民的一項傳統(tǒng)體育游戲“拋繡球”。

飛思卡爾智能車大賽

（1）大賽簡介

智能車競賽是從2006 開始，由教育部高等教育司委托高等學校自動化類教學指導委員會舉辦。比賽形式包括有競速比賽與創(chuàng)意比賽兩大類。競速比賽中包含不同的組別，難度適合本科不同階段學生參賽。在競速比賽基礎上，適當增加挑戰(zhàn)性，形成創(chuàng)意比賽的內(nèi)容，適合部分有條件、能力強的本科生和研究生參加創(chuàng)意比賽。

（2）比賽項目

比賽項目每年可能會有調(diào)整，以下為十二屆智能車比賽項目。1）光電類。該類別的車模允許采用光電、攝像頭等傳感器進行賽道檢測。完成單車賽道競速比賽。按照所使用的車模種類，分為兩個小組：a）光電四輪組：使用指定的四輪車模完成比賽；b)光電直立組：使用指定的兩輪車模完成比賽。2)電磁類。使用指定的四輪車模完成比賽。該類別的車模只允許采用普通的磁場傳感器，檢測賽道中作為引導信號的 20kHz 的交變磁場，完成單車賽道競速比賽。按照車模驅動電源分為兩個小組：a）電磁普通組：車模使用原車模配備的電池完成競速比賽，比賽成績只與車模運行時間有關；b）電磁節(jié)能組：車模使用超級電容儲能完成比賽，比賽成績由車模運行時間和電容存儲電能加權平均。該組別車模允許自行設計組裝特制的車模參加比賽。3)追逐類。參賽隊伍制作兩個車模完成賽道競速，比賽成績由車模運行時間與通過終點的時間差共同決定。如果在比賽過程中，于規(guī)定路段完成賽道超車，則會有相應的時間獎勵。按照賽道引導線形式分為兩個組別：a）光電追逐組：兩個車模采用光電競速類的傳感器完成賽道的檢測；b）電磁追逐組：兩個車模采用電磁類的傳感器實現(xiàn)賽道的檢測。4)創(chuàng)意類。要求比賽車模在布置有信標的場地內(nèi)完成比賽。參賽車模允許安裝光電傳感器，識別場內(nèi)信標的位置，完成信標的追逐。參賽車模根據(jù)任務分為以下兩個組別：a）雙車對抗組：參賽車模在預賽階段，完成單車的資格賽。參加決賽的車模，按照預賽成績分組進行對抗比賽，即兩個車模同時在場地內(nèi)運行，按照熄滅信標的多少決出勝負。b）四旋翼導航組：參賽車模上不允許安裝攝像頭，但可以安裝普通的光電傳感器。參賽隊伍可以使用四旋翼飛機懸停在賽場內(nèi)，飛機上可以安裝攝像頭和處理器，檢測車模與信標的位置，指揮車模完成信標追逐任務。

Robo Master

（1）大賽簡介

Robo Master機甲大師賽由共青團中央、中華全國學生聯(lián)合會和深圳市人民政府主辦，深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司承辦。大賽以機器人對抗射擊為主題，鼓勵與機器人相關的機械、自動化和電子技術的發(fā)展。同時，Robo Master機甲大師賽通過平衡比賽的技術難度和觀賞性，在全社會普及機器人知識和工程技術之美。

（2）比賽項目

2015首次發(fā)展成全國性比賽。Robo Master 2015賽季在全球首次將機器人競賽和電競呈現(xiàn)方式有機結合，采用紅、藍雙方對抗的形式，參賽隊伍通過自行設計制造多種機器人進行射擊對抗，完成指定任務，由比賽裁判系統(tǒng)判定比賽勝負。Robo Master2016賽季在充分吸取2015賽季所積累的成果，對比賽場地、規(guī)則、呈現(xiàn)方式都做了深入的改良和優(yōu)化。增設了“空中機器人”，將戰(zhàn)斗維度從原本的純地面對抗，改為空地立體對抗模式。Robo Master2017賽季在2016賽季規(guī)則整體框架的基礎上增設具備機械抓取功能的機器人。

全國大學生電子設計競賽

（1）大賽簡介

全國大學生電子設計競賽是教育部和工業(yè)和信息化部共同發(fā)起的大學生學科競賽之一，是面向大學生的群眾性科技活動，目的在于推動高等學校促進信息與電子類學科課程體系和課程內(nèi)容的改革。競賽的特點是與高等學校相關專業(yè)的課程體系和課程內(nèi)容改革密切結合，以推動其課程教學、教學改革和實驗室建設工作。

（2）比賽項目

競賽采用全國統(tǒng)一命題、分賽區(qū)組織的方式，以“半封閉、相對集中”的組織方式進行。競賽期間學生可以查閱有關紙介或網(wǎng)絡技術資料，隊內(nèi)學生可以集體商討設計思想，確定設計方案，分工負責、團結協(xié)作，以隊為基本單位獨立完成競賽任務；競賽期間不允許任何教師或其他人員進行任何形式的指導或引導；競賽期間參賽隊員不得與隊外任何人員討論商量。參賽學校應將參賽學生相對集中在實驗室內(nèi)進行競賽，便于組織人員巡查。為保證競賽工作，競賽所需設備、元器件等均由各參賽學校負責提供。2017年比賽分：微電網(wǎng)模擬系統(tǒng)、滾球控制系統(tǒng)、四旋翼自主飛行器探測跟蹤系統(tǒng)、自適應濾波器、調(diào)幅信號處理實驗電路、遠程幅頻特性測試裝置、可見光室內(nèi)定位裝置、單相用電器分析監(jiān)測裝置等主題。

國際空中機器人大賽

（1）大賽簡介

國際空中機器人大賽是由美國喬治亞理工大學羅伯特教授倡導，美國無人機系統(tǒng)協(xié)會（AUVSI）資助的賽事。2012年，由中國航空學會制導、導航與控制分會引入國內(nèi)，設立國際空中機器人大賽亞太賽區(qū)，與國外同步進行。該比賽主要面向高校大學生和研究生，目的不是重復先前已實現(xiàn)的技術，而是開辟空中機器人技術的新領域，推進空中機器人最先進技術的進步。目前，比賽還設置了青少年附加賽，通常是操控飛行器在室內(nèi)完成相關任務。

（2）比賽項目

比賽每年都進行，提前發(fā)布任務。當年任務沒完成，來年繼續(xù)，直到基本完成，再進行下一個任務的發(fā)布。第一次任務（1991-1995年）是要求完全自主的飛行機器人將金屬光盤從舞臺的一側移動到另一側，驗證了全自主飛行能力和不依賴慣性系統(tǒng)導航能力以及兩點物體搬運能力。第二次任務（1995-1996年）是要求在無人干預情況下，搜尋有毒廢料堆場，繪制部分埋入隨機排列的有毒廢料桶的位置，從在外部某處發(fā)現(xiàn)的危險標簽中識別每個鼓筒的內(nèi)容，驗證了自主空中測繪、毫米級目標識別和目標獲取的能力。第三次任務（1998-2000年）是一個搜索和救援任務，要求全自動機器人起飛，飛往災區(qū)尋找幸存者和死者，驗證了自主搜索和營救的能力。

第四次任務（2001-2008）涉及三個需要相同自主行為的情景：人質救援、古墓尋寶和核電廠搶險，驗證長距離自主飛行的能力（3千米）、確定建筑群的位置和綜合體內(nèi)特定建筑物的位置、確定該建筑物的有效開口、通過空中機器人或攜帶傳感器的車輛進入建筑物、將圖片從內(nèi)部傳回3公里外的發(fā)射點。第五次任務（2009年）是需要一個完全自主的飛行器（沒有全球定位導航輔助）進入包含走廊，小房間，障礙物和死路的室內(nèi)，找到指定目標。第六次任務（2010-2013年）是需要空中機器人通過更加復雜場景的室內(nèi)，發(fā)現(xiàn)并理解墻上的文字指引信息，進而找到放置指定物品的房間，取走該物放入替代品，并快速地退出建筑物。第七次任務（2014-2017年）要求空中機器人能夠自主導航、避開移動障礙和識別地面移動機器人，以及通過設計頂層決策進行頻繁起降，將移動機器人趕出飛行區(qū)域。第八次任務涉及多個空中機器人和人的合作，目前已經(jīng)發(fā)布。

全國青少年無人機大賽

（1）比賽簡介

全國青少年無人機大賽創(chuàng)辦于 2017 年，中國科學技術協(xié)會、空軍招飛局、海軍招飛辦作為指導單位，由中國航空學會主辦，是面向全國中小學生開展的一項結合航空科普以及創(chuàng)意編程的無人機賽事。自 2017 年起，每年舉辦兩屆，每屆比賽有不同的賽事側重，一屆以動手組裝，飛行操作的飛手能力評定為主，另一屆以創(chuàng)意編程，以及團隊能力塑造和評定為主。賽事會在各省市地區(qū)先進行分站賽和地區(qū)選拔賽，并將優(yōu)勝隊伍和個人輸送至全國賽。

（2）比賽項目

全國青少年無人機大賽基于小學組、初中組、高中組三個不同組別的劃分，按照個人賽、團體賽、團體接力賽、創(chuàng)意賽等賽事形式，共涉及十余項比賽項目。個人賽按照小學、初中、高中的不同年齡段分組，主要比拼參賽選手的飛行操作能力，根據(jù)預先設計的飛行賽道，要求選手在規(guī)定時間內(nèi)完成整個飛行賽道的所有項目，并以用時的長短來判定比賽的優(yōu)勝。團體賽是一種團體競技的比賽形式，每支隊伍要分成組裝組和飛行組，分別派選手參加比賽，并以組裝成績分數(shù)和飛行成績分數(shù)的累計總分判定優(yōu)勝，這就要求每一名隊員都具備動手組裝和飛行操作的較高水平。團體接力賽是基于“小鳥飛飛”無人機教練功能的應用而設立的賽事，需要4名選手組成一個團隊，用2個遙控器輪流對同一架飛機進行遙控飛行，并依次完成比賽規(guī)定賽道，充分鍛煉了選手間的團隊配合與協(xié)作能力。創(chuàng)意賽是最具觀賞性的賽事，包含空中足球賽和無人機創(chuàng)意舞蹈表演賽?？罩凶闱蛸愂且环N團隊賽的形式，每支隊伍由3名選手組成，每名選手分別控制一架無人機，進行3對3的對抗，旨在將特定的空中足球攻入對方大門獲得分數(shù)，并在比賽結束時以分數(shù)較高者為優(yōu)勝，將足球這項大眾體育賽事，以無人機的形式，演化為一種基于三維空間的比賽形式，極具觀賞性。無人機創(chuàng)意舞蹈表演賽，是以預先提供的音樂為抓手，要求參賽隊伍基于對音樂的理解進行無人機的創(chuàng)意編程，并有效地配合音樂旋律進行無人機舞蹈的編排和設計，是對于STEAM教育中Art能力的一種訓練和培養(yǎng)，是非常有魅力的一項賽事。不同于個人賽及團體賽等賽事，創(chuàng)意無人機賽的比賽形式并不固定，會進行不斷的變化，配合編程創(chuàng)意的能力不斷創(chuàng)新和提高。

小結

表4總結了以上提到的考試和比賽，集中展示它們的負責單位、考試形式以及適應的人群。

表4：機器人等級考試和競賽的組織概況

中國教育機器人大賽 中國人工智能學會主辦大賽分為大學本科組、大專高職組、中職中學組和小學組四個不同組別進行比賽。幼兒到大學生中國青少年機器人競賽 中國科協(xié)主辦機器人綜合技能比賽、機器人創(chuàng)意比賽、F L L機器人工程挑戰(zhàn)賽、V E X機器人工程挑戰(zhàn)賽和W E R工程創(chuàng)新賽五個競賽項目。中小學校學生亞太青少年機器人競賽 中國教育在線、世界科技創(chuàng)新組織、亞太青少年機器人競賽理事會等共同主辦。比賽分為競賽類項目和創(chuàng)客項目 幼兒到大學生中國機器人大賽 中國自動化學會機器人競賽與培訓部 1 7個大項3 9個子項目 中小學校學生R o b o C u p（中國） 中國自動化學會機器人競賽與培訓部 機器人世界杯中國賽分為入門級比賽和國際標準項目 幼兒到大學生全國大學生機器人大賽 共青團中央 每年設置主題 大學生飛思卡爾智能車大賽 教育部高等教育司委托高等學校自動化類教學指導委員會舉辦比賽項目每年可能會有調(diào)整，以下為十二屆智能車比賽項目，包括光電類、電磁類、追逐類、創(chuàng)意類。大學生和研究生R o b o M a s t e r共青團中央、中華全國學生聯(lián)合會和深圳市人民政府主辦，深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司承辦對抗射擊為主題 大學生和研究生全國大學生電子設計競賽 教育部高等教育司、工業(yè)和信息化部人事教育司共同主辦 每年有多個主題比賽 大學生國際空中機器人大賽（亞太） 中國航空學會制導、導航與控制分會 任務滾動進行 大學生和研究生全國青少年無人機大賽中國科學技術協(xié)會、空軍招飛局、海軍招飛辦作為指導單位，由中國航空學會主辦。按小學組、初中組和高中組劃分，按照個人賽、團體賽、團體接力賽及創(chuàng)意賽等賽事形式進行。中小學校學生