施葦范

摘要：青少年機(jī)器人比賽是中國(guó)科協(xié)面向全國(guó)青少年開(kāi)展的一項(xiàng)普及性科技教育活動(dòng)。本文通過(guò)我參加幾屆青少年機(jī)器人比賽的親身經(jīng)歷，總結(jié)了幾點(diǎn)應(yīng)對(duì)措施，以期能對(duì)參加青少年機(jī)器人比賽愛(ài)好者提供一些啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人;比賽;措施

我國(guó)的青少年機(jī)器人比賽于2001年創(chuàng)辦，是中國(guó)科協(xié)面向全國(guó)青少年開(kāi)展的一項(xiàng)將探究性學(xué)習(xí)、技能培養(yǎng)、知識(shí)積累融為一體的普及性科技教育活動(dòng)。參加青少年機(jī)器人比賽，不但開(kāi)闊了廣大青少年學(xué)生的視野，而且改變了我們對(duì)一些問(wèn)題的認(rèn)知，學(xué)到了許多平時(shí)難以學(xué)到的知識(shí)。機(jī)器人比賽作為一個(gè)逐漸興起的高水平比賽，需要參與者擁有豐富的想象力和創(chuàng)新精神，需要不斷去挖掘編寫(xiě)程序的技巧，不斷優(yōu)化自身所掌握的編程方法，進(jìn)而提高編程的效率與準(zhǔn)確率。以下是我對(duì)參加機(jī)器人比賽的一些個(gè)人見(jiàn)解。

一、熟練掌握基礎(chǔ)部件，為拼裝打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

以我之前參加的機(jī)器人足球比賽為例，機(jī)器人足球比賽最困難的不是在場(chǎng)上，而是在賽前機(jī)器人的拼裝。機(jī)器人的拼裝要求參賽者極其熟悉自己的機(jī)器人，要知道機(jī)器人復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，只有各個(gè)部件處于正確的位置才能組成一個(gè)“正確”的機(jī)器人。正所謂“千里之堤，毀于蟻穴”，任何一個(gè)部件的錯(cuò)誤都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)機(jī)器人的故障，因此在練習(xí)拼裝的過(guò)程中要注意對(duì)于基礎(chǔ)部件記憶的訓(xùn)練，熟悉各個(gè)部件的作用和配合，這樣才能有方向有目的地去拼裝，進(jìn)而提高拼裝機(jī)器人的效率與準(zhǔn)確率。由于機(jī)器人基本結(jié)構(gòu)包含各式各樣的架構(gòu)設(shè)備，例如足球機(jī)器人在硬件設(shè)備方面包括機(jī)器人基本結(jié)構(gòu)、采集裝置（攝像頭、視頻卡和各類傳感器等）、CPU和WIFI發(fā)射裝置，而在拼裝時(shí)就要考慮這些結(jié)構(gòu)各自有什么作用，這樣就知道了選用什么樣的連接架構(gòu)最合適。例如視覺(jué)系統(tǒng)（攝像頭、視頻卡、傳感器）是機(jī)器人的眼睛，作為足球運(yùn)動(dòng)員自然要“眼觀六路”，所以攝像裝置或傳感器就應(yīng)安裝在機(jī)器人的各個(gè)側(cè)面以保證足球機(jī)器人對(duì)足球的準(zhǔn)確探測(cè)。只有熟悉了基礎(chǔ)部件才能保證我們?cè)谄囱b時(shí)省時(shí)省力。

二、重視培養(yǎng)合作精神和創(chuàng)新能力

合作是人類生存和發(fā)展的動(dòng)力，也是提高創(chuàng)新能力的重要途徑。通過(guò)合作探究，參賽選手可以獲得有用信息來(lái)填補(bǔ)自己在信息、知識(shí)和能力方面的空白，并獲得心理上的成就感，提高知識(shí)水平和促進(jìn)自身解決問(wèn)題的能力的發(fā)展。在機(jī)器人比賽中，要建立科學(xué)合作小組，同時(shí)要求參賽者認(rèn)真思考問(wèn)題，運(yùn)用集體思維解決比賽問(wèn)題;小組成員要大膽發(fā)表見(jiàn)解，培養(yǎng)良好的溝通技巧，善于傾聽(tīng)和尊重他人的意見(jiàn)，學(xué)會(huì)找到各部件之間的內(nèi)在聯(lián)系，掌握拼裝的技巧。在一次基本技能比賽中，我們是用拾取裝置使用的模仿人類手掌拿取動(dòng)作制作的機(jī)械爪和機(jī)械臂，將物品拾取到收集裝置，這種機(jī)構(gòu)對(duì)于裝載工具來(lái)說(shuō)過(guò)于笨重，拿取物品的速度很慢，效率很低。因此我們小組的成員一致決定進(jìn)行技術(shù)改造，經(jīng)過(guò)大家集思廣益，在對(duì)比了好幾個(gè)方案后，優(yōu)選出在機(jī)械設(shè)備上粘上膠帶來(lái)粘連物品的方案，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐檢驗(yàn)，參賽小組內(nèi)確定了這個(gè)方案是可行的，并決定使用、優(yōu)化這個(gè)方案。而這個(gè)方案最關(guān)鍵的問(wèn)題就是膠帶的選擇問(wèn)題，剛開(kāi)始時(shí)我們選擇了普通的絕緣膠帶，這種膠帶粘性很強(qiáng)，很輕易能將物品粘起，可是這種膠帶彈性太大，粘上物品后很難扯出膠帶。我們對(duì)幾種粘性不同的膠帶進(jìn)行試驗(yàn)，找到了一種容易扯出但粘性又不錯(cuò)的膠帶，對(duì)原膠帶進(jìn)行了替換。再一個(gè)問(wèn)題就是膠帶的回收，每一次我們都需要一個(gè)組員直接動(dòng)手卷膠帶，既減慢了速度，又降低技術(shù)含量，后來(lái)我們改進(jìn)了設(shè)計(jì)方案，在回收裝置前加了一個(gè)限制裝置，這樣回收裝置處的膠帶不但可以快速回收，而且還可直接用作前置的工作膠帶。這次比賽使我認(rèn)識(shí)到了合作的重要性。在平時(shí)訓(xùn)練中，參賽者應(yīng)重視培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)自己的想象力，特別是團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，并不斷發(fā)散自己的思維，這樣才能在比賽中事半功倍。

三、拓寬知識(shí)面，加強(qiáng)對(duì)程序的了解

如果說(shuō)硬件是一個(gè)機(jī)器人的肉體，那么程序就是機(jī)器人的靈魂。編寫(xiě)的程序的好壞在很大程度上決定了比賽的輸贏。因此在編寫(xiě)程序時(shí)，參賽者首先要明確比賽的要求，而后再按照比賽要求創(chuàng)建相應(yīng)的物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，再在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行運(yùn)算，即是進(jìn)行機(jī)器人系統(tǒng)仿真。然而很多時(shí)候比賽提出的要求是我們平常沒(méi)有見(jiàn)過(guò)或是沒(méi)有研究過(guò)的，這些問(wèn)題是為強(qiáng)化參賽者能力而提出的，解決這些問(wèn)題要求參賽者充分調(diào)動(dòng)自己的知識(shí)儲(chǔ)備，那么平時(shí)知識(shí)面的廣闊就很重要了。例如在機(jī)器人足球比賽中，參賽者就需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況決定采用分區(qū)法或相對(duì)位置法等進(jìn)行防守，是否在決策中加入對(duì)控球的判斷，這對(duì)參賽選手的編程水平提出很高的要求。所以拓寬知識(shí)面是很重要的。

總的來(lái)說(shuō)，在機(jī)器人比賽時(shí)一定要把抽象問(wèn)題變成具體問(wèn)題，把繁雜的問(wèn)題變成簡(jiǎn)單的問(wèn)題，致力于揭示機(jī)器人概念與實(shí)際問(wèn)題之間的內(nèi)在聯(lián)系。機(jī)器人比賽特別注重實(shí)踐技能和邏輯推理，參賽者要通過(guò)分析實(shí)際情景并進(jìn)行深入探索，進(jìn)一步了解比賽問(wèn)題的產(chǎn)生過(guò)程，找出其中蘊(yùn)含的解決辦法。因此我們?cè)谄綍r(shí)訓(xùn)練和學(xué)習(xí)過(guò)程中一定要養(yǎng)成良好的思考習(xí)慣，要樂(lè)于思考，勤于思考，精于思考，對(duì)知識(shí)不斷地加以積累，對(duì)我們自己的知識(shí)框架不斷進(jìn)行優(yōu)化，這樣才會(huì)具有舉一反三解決問(wèn)題的能力。在比賽時(shí)，才能做到不慌不忙，才能在比賽中具備一定的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而贏得比賽的勝利。

參考文獻(xiàn)：

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