2014年第十二屆福建省青少年機(jī)器人競(jìng)賽

2014年第十二屆福建省青少年機(jī)器人競(jìng)賽機(jī)器人創(chuàng)意比賽主題與規(guī)則1關(guān)于機(jī)器人創(chuàng)意比賽

機(jī)器人創(chuàng)意比賽是基于每年一度的福建省青少年機(jī)器人競(jìng)賽的主題與規(guī)則，組織在校中小學(xué)生機(jī)器人愛(ài)好者，花費(fèi)6個(gè)月左右的時(shí)間，在課題導(dǎo)師或教練員的指導(dǎo)下，在學(xué)校、家庭、校外機(jī)器人工作室或科技實(shí)驗(yàn)室，以個(gè)人或小組的方式，進(jìn)行機(jī)器人的創(chuàng)意、設(shè)計(jì)、編程與制作，最后提交機(jī)器人實(shí)體作品參加福建省青少年機(jī)器人競(jìng)賽組委會(huì)舉辦的機(jī)器人創(chuàng)意比賽活動(dòng)。

機(jī)器人創(chuàng)意比賽對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)與綜合運(yùn)用機(jī)器人技術(shù)、電子信息技術(shù)、工程技術(shù)，激發(fā)創(chuàng)新思維潛能，提高綜合設(shè)計(jì)和制作的能力極為有益。

本屆比賽規(guī)則在終評(píng)階段的現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)辯環(huán)節(jié)有重要變更，希望閱讀時(shí)特別予以注意。

2主題——“助老助殘機(jī)器人”

2.1主題簡(jiǎn)介

“助老助殘機(jī)器人”與第十三屆FLL比賽“關(guān)愛(ài)老人”、創(chuàng)意比賽“社區(qū)志愿者”的這兩個(gè)主題是互有關(guān)聯(lián)的，在機(jī)器人的概念上存在交集，因此可以說(shuō)是上述兩個(gè)主題的延續(xù)和深化。本主題對(duì)促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)意和制作機(jī)器人代替人類，實(shí)現(xiàn)對(duì)老齡人士和殘疾人士的關(guān)心，履行服務(wù)社區(qū)的具體行動(dòng)有現(xiàn)實(shí)意義。

如所周知，老齡化己成為21世紀(jì)的全球性趨勢(shì)。隨著改革的深化和社會(huì)進(jìn)步，我國(guó)也步入了老齡化的社會(huì)。我國(guó)人口的基數(shù)大，老齡化更將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

在世界上有5億多殘疾人，加上他們的親屬，約占總?cè)丝诘?／4。由于自身殘疾和外界環(huán)境障礙，他們中有些人生活無(wú)法自理，有些人運(yùn)動(dòng)功能存在殘障，在不同程度上影響到生活的質(zhì)量。

本屆機(jī)器人創(chuàng)意比賽主題選定為“助老助殘機(jī)器人”，旨在促進(jìn)青少年走近行動(dòng)不便，生活困難的老齡人和殘疾人。貼近這類弱勢(shì)群體的生活，初步學(xué)習(xí)和調(diào)查他們特殊的生存狀況，喚醒青少年的社會(huì)意識(shí)和良知，學(xué)會(huì)從關(guān)心他人的角度思考問(wèn)題，激發(fā)創(chuàng)新靈感，借助助老助殘機(jī)器人之“筆”勾畫和諧社區(qū)、幸福家庭新生活的藍(lán)圖，讓機(jī)器人更好地為人類服務(wù)。這對(duì)塑造和諧社會(huì)的核心價(jià)值觀，提升青少年的社會(huì)責(zé)任感，培養(yǎng)健全的人格具有一定意義。

2.2課題研究

（1）主題的涵義

按照聯(lián)合國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)，某地區(qū)65歲以上老齡人超過(guò)總?cè)丝诘?%，該地區(qū)即可視為進(jìn)入老齡化社會(huì)。據(jù)2011年第六次人口普查統(tǒng)計(jì)，我國(guó)有1.1億老齡人，占總?cè)丝诘?.7%。預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)1.67億人，約占全世界老齡人口6.98億人的24%。青少年在不久的未來(lái)勢(shì)必面臨來(lái)自老齡人生存和服務(wù)方式的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

殘障人士是指在心理、生理方面不正常，或身體結(jié)構(gòu)的某些功能不健全，無(wú)法以正常方式從事某些活動(dòng)能力的人。據(jù)2008年統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，我國(guó)殘疾人數(shù)約為8296萬(wàn)人，占總?cè)丝诘?.3%。殘疾人也是社會(huì)公民，都享有與其他公民平等的權(quán)利，殘疾人事業(yè)的水平是社會(huì)文明、進(jìn)步的標(biāo)志之一。提高大量殘疾人群生活質(zhì)量的任務(wù)不可小覷。

那么，反觀我國(guó)中小學(xué)生對(duì)助老助殘問(wèn)題的認(rèn)識(shí)如何呢？

我國(guó)國(guó)情是絕大多數(shù)的中小學(xué)生都是獨(dú)生子女。他們往往是家庭的中心，他們自己也習(xí)慣從個(gè)人的角度觀察和處理問(wèn)題，缺少替長(zhǎng)輩著想，為他人服務(wù)的思維。本主題的內(nèi)涵就是在創(chuàng)意和制作機(jī)器人的過(guò)程中，要求隊(duì)員了解老齡人和殘疾人的行動(dòng)困難、心理障礙和需求，在此基礎(chǔ)上或施以護(hù)理康復(fù)治療，或改善運(yùn)動(dòng)功能，或增強(qiáng)機(jī)能，從而學(xué)會(huì)人文關(guān)懷，領(lǐng)悟換位思考，體驗(yàn)社會(huì)另一類人群的喜怒哀樂(lè)。

助老助殘，服務(wù)的對(duì)象是“老齡人”和“殘疾人”。因?yàn)檫@是一批特殊的群體，所以機(jī)器人在設(shè)計(jì)構(gòu)思、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)配置方面應(yīng)該有別于傳統(tǒng)的“產(chǎn)業(yè)機(jī)器人”和“服務(wù)機(jī)器人”，對(duì)他們的生理特點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)功能的下降、缺失或喪失需要有深入的認(rèn)識(shí)和細(xì)致的研究。

另一方面，助老助殘，“助”就是付諸行動(dòng)，在行動(dòng)中體現(xiàn)機(jī)器人鮮明的特點(diǎn)和多樣性。老齡人的生活需求既有精神層面的，也有生活層面的內(nèi)容。殘疾人在視力、聽(tīng)力、言語(yǔ)、肢體方面需要增強(qiáng)或者矯正，甚至多重殘疾疊加在一起。我國(guó)人均收入不高，殘疾人事業(yè)的起點(diǎn)低、基礎(chǔ)弱，凸顯出青少年助老助殘機(jī)器人的創(chuàng)新思路應(yīng)該另辟蹊徑，既滿足功能要求，又物美價(jià)廉。

機(jī)器人具備三個(gè)根本屬性：具有腦、手、腿的個(gè)體；具有感知能力；具有作業(yè)功能。本屆比賽的機(jī)器人作品必須具有這三個(gè)基本屬性，同時(shí)又將它們的應(yīng)用限制在“助老助殘”的范疇內(nèi)。創(chuàng)意的重點(diǎn)不宜以主題背景編造故事或者情節(jié)，這樣做反而會(huì)稀釋機(jī)器人的創(chuàng)新點(diǎn)，要著力表現(xiàn)機(jī)器人特殊的要素、內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)，以及內(nèi)在蘊(yùn)含的科學(xué)原理。

（2）選題范圍

“助老助殘機(jī)器人”的選題相當(dāng)很寬泛，可謂多姿多彩，很適合作為中小學(xué)生機(jī)器人創(chuàng)意的主題。

從廣義來(lái)理解“老齡人和殘疾人”，首先他們中的很多人都在過(guò)著正常人的生活，需要承擔(dān)各種家務(wù)事，清潔、清洗、保安、炊事、益智、娛樂(lè)、幼教等等都可以被納入選題的范疇。

另一方面，“老齡人和殘疾人”也有特殊需求，而且隨著時(shí)代的演進(jìn)需求也在發(fā)生變化。在選題階段，隊(duì)員應(yīng)該充分利用助老助殘服務(wù)的多樣性，從中提煉機(jī)器人所要參與和滿足的獨(dú)特功能，查明它們具體的科學(xué)原理、機(jī)理、機(jī)制、結(jié)構(gòu)，歸納出機(jī)器人的創(chuàng)新點(diǎn)。必須把機(jī)器人的創(chuàng)新點(diǎn)聚焦在“老”和“殘”上，新穎性才會(huì)比較突出。

與助老助殘機(jī)器人相關(guān)的特殊選題大致有以下幾個(gè)方面：

監(jiān)護(hù)機(jī)器人：有些重癥“老殘者”失去自理能力，需要臥床或加強(qiáng)病癥的監(jiān)視與護(hù)理，例如在病床上的變換體位、換乘、起臥、入浴、如廁、進(jìn)食等等。在這些應(yīng)用場(chǎng)合，機(jī)器人充當(dāng)護(hù)工的角色。

康復(fù)機(jī)器人：指恢復(fù)身體機(jī)能，促進(jìn)患者自主訓(xùn)練和治療的專用機(jī)器人，如用于改善四肢運(yùn)動(dòng)功能，防止功能減退，受傷關(guān)節(jié)的恢復(fù)性訓(xùn)練，步行訓(xùn)練等等。

醫(yī)療機(jī)器人：外科手術(shù)、手術(shù)輔助（術(shù)前定位導(dǎo)航）、診斷、顯微手術(shù)機(jī)器人等等。

假肢：對(duì)應(yīng)上肢截肢稱為“假臂”，下肢截肢稱為“假腿”。過(guò)去的假肢主要考慮外觀和裝飾性，隨生活質(zhì)量的改善，現(xiàn)在正向作業(yè)型和能動(dòng)型發(fā)展。

智能輪椅或其他步行機(jī)器人：承載老殘患者，用機(jī)器的移動(dòng)代替步行功能，或者在骨折、中風(fēng)后訓(xùn)練肌肉力量的步行支援設(shè)備。

輔助犬：包括導(dǎo)盲犬、導(dǎo)聽(tīng)犬、護(hù)理犬，它們可分別為視力、聽(tīng)力、肢體功能喪失的患者提供服務(wù)。

可穿戴式助力機(jī)器人：是將人體和外骨骼機(jī)器人結(jié)合，通過(guò)下肢實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制，為下肢提供助力的一種機(jī)器人。它可以提高或者擴(kuò)展老殘者的負(fù)荷能力、運(yùn)動(dòng)機(jī)能。例如負(fù)重更大，行走強(qiáng)度更高，耐久時(shí)間更長(zhǎng)等，也可以為殘疾人提供治療和矯形。

精神慰藉機(jī)器人：安慰老齡人心理，豐富精神生活的機(jī)器人。例如機(jī)器寵物。

在充分理解比賽主題涵義和選題范圍的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)課題研究，確定作品的制作方案后，就可以進(jìn)入課題的實(shí)施階段。一定要讓自己所遴選的項(xiàng)目在主題和演示內(nèi)容方面緊扣主題，貼合主題，在此前提下，圍繞自己最有心得的，或者最感興趣的機(jī)器人（或機(jī)器人系統(tǒng)）形式抒發(fā)創(chuàng)意，表達(dá)創(chuàng)新。創(chuàng)新點(diǎn)不必貪多，突出一個(gè)或兩個(gè)深入研究即可，避免精力陷入編排故事、構(gòu)造情節(jié)的誤區(qū)。

比賽不提倡同一個(gè)作品同時(shí)投送多個(gè)競(jìng)賽項(xiàng)目。

3比賽規(guī)則

3.1分組

比賽按小學(xué)組、初中組、高中組三個(gè)組別進(jìn)行。參賽隊(duì)?wèi)?yīng)該在賽前完成參賽作品的制作和搭建，屆時(shí)攜帶作品赴現(xiàn)場(chǎng)，比賽的內(nèi)容為演示評(píng)審和公眾展示。

每個(gè)項(xiàng)目參與學(xué)生不多于2名，學(xué)生在教師指導(dǎo)下布展，并獨(dú)立演示和接受專家問(wèn)辯。問(wèn)辯階段場(chǎng)館封閉，僅允許學(xué)生隊(duì)員在場(chǎng)，教練員只能在布展時(shí)段之前和公眾展示階段入場(chǎng)指導(dǎo)。

3.2參賽作品的器材要求

參加競(jìng)賽的機(jī)器人作品，除不得選用污染環(huán)境、有害健康的器材外，原則上不限定器材。鼓勵(lì)小學(xué)組參賽作品盡量利用環(huán)?？稍偕牧稀⒒蚱綍r(shí)課外活動(dòng)的現(xiàn)成套材設(shè)計(jì)和搭建，力求節(jié)省成本，避免比賽的成人化傾向。提倡在初、高中組參賽作品中一定程度采用自制器材，且機(jī)器人的創(chuàng)意、設(shè)計(jì)、搭建、編程應(yīng)由學(xué)生獨(dú)立或集體親身實(shí)踐和完成。

3.3參賽機(jī)器人作品應(yīng)該體現(xiàn)六個(gè)要素

（1）符合創(chuàng)新比賽的主題，正確體現(xiàn)機(jī)器人的內(nèi)涵；

（2）在契合主題的前提下，機(jī)器人演示的完整性和創(chuàng)意的新穎性；

（3）科學(xué)性和一定的研究制作工作量；

（4）研制過(guò)程和作品成果均體現(xiàn)出學(xué)生的主體性；

（5）注重機(jī)器人的外觀設(shè)計(jì)、制作工藝、觀賞性；

（6）規(guī)范的申報(bào)材料。

3.4機(jī)器人創(chuàng)意比賽程序創(chuàng)意比賽分資格審查、初評(píng)和終評(píng)三個(gè)環(huán)節(jié)。3.4.1申報(bào)

機(jī)器人創(chuàng)意比賽參賽隊(duì)?wèi)?yīng)在規(guī)定截止日期，向競(jìng)賽組委會(huì)提交申報(bào)資料，申報(bào)資料均以電子化形式提交，比賽通過(guò)福建省青少年科技活動(dòng)中心網(wǎng)站在線提交申報(bào)資料，推行全程電子信息管理，實(shí)現(xiàn)申報(bào)和評(píng)審的無(wú)紙化。電子化申報(bào)材料的內(nèi)容包括：

（1）機(jī)器人創(chuàng)意比賽項(xiàng)目電子申報(bào)表1份（紙質(zhì)申報(bào)表另交）；

（2）機(jī)器人創(chuàng)意比賽項(xiàng)目研制報(bào)告1份。該報(bào)告的文字與圖表（外觀圖、結(jié)構(gòu)圖、原理圖等）共計(jì)不超過(guò)5頁(yè)。另附作品彩色照片、但數(shù)量不超過(guò)5幅；

（3）機(jī)器人動(dòng)作演示的視頻資料1～3分鐘；（注：本屆省賽暫不用向網(wǎng)站提交視頻，可在終評(píng)現(xiàn)場(chǎng)向評(píng)委進(jìn)行演示）

（4）項(xiàng)目研發(fā)所需材料清單一份；

（5）項(xiàng)目運(yùn)行的完整程序設(shè)計(jì)（程序設(shè)計(jì)可以使用圖形程序設(shè)計(jì)），使用的語(yǔ)言不限。

是否按時(shí)、完整、規(guī)范地提供上述材料，將作為申報(bào)作品資格審查與項(xiàng)目初評(píng)的重要依據(jù)。凡未達(dá)到合格要求者，將被視為初評(píng)不合格，而取消參加省賽終評(píng)的資格。

3.4.2資格審查與初評(píng)

競(jìng)賽組委會(huì)和專家委員會(huì)將根據(jù)申報(bào)資料對(duì)參賽作品進(jìn)行資格審查與初評(píng)。其結(jié)果將在網(wǎng)站公示。通過(guò)資格審查與初評(píng)的作品才被允許進(jìn)入省賽終評(píng)。3.4.3現(xiàn)場(chǎng)布展

（1）獲得終評(píng)資格的參賽選手要為各自作品制作一塊120厘米（高）、90厘米（寬，一律豎用）的作品展示板（展示KT板由組委會(huì)提供），供展示使用；

（2）各參賽機(jī)器人作品的展臺(tái)面積不超過(guò)2平方米。

3.4.4機(jī)器人的組裝與調(diào)試

正式展示和問(wèn)辯前，組委會(huì)安排一定時(shí)間段供參賽隊(duì)布展、組裝和調(diào)試作品。

3.4.5終評(píng)

機(jī)器人創(chuàng)意比賽的終評(píng)包括作品展示、專家評(píng)委現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)辯。

（1）現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)辯

機(jī)器人創(chuàng)意比賽的終評(píng)包括作品展示和現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)辯。現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)辯：在終評(píng)的指定期間段內(nèi)分閉場(chǎng)區(qū)，除參賽選手外，其他人均不得進(jìn)入場(chǎng)區(qū)，所有參賽選手應(yīng)在展臺(tái)旁待命，以便接受專家評(píng)委的現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)辯。選手有5分鐘的講解與演示時(shí)間，問(wèn)辯時(shí)間通常為5～10分鐘。最終成績(jī)是在綜合初評(píng)、現(xiàn)場(chǎng)展示效果、終評(píng)問(wèn)辯表現(xiàn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)后），經(jīng)專家評(píng)委集體評(píng)議后做出的。組委會(huì)將在閉幕式上發(fā)布終評(píng)結(jié)果，并在網(wǎng)站上公示。4機(jī)器人創(chuàng)意比賽作品的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

按照表1所示的六項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分。表1機(jī)器人創(chuàng)意比賽作品的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)目細(xì)目權(quán)重作品評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)意新穎性、獨(dú)立性、特色，有一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)或多個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)25%目標(biāo)1.目標(biāo)明確，契合主題，選題有新穎性

2.問(wèn)題帶有社會(huì)性和典型性，解決方案有可行性25%工作量和完整性1.作品申報(bào)的資料完整、按時(shí)、規(guī)范

2.工作量.適當(dāng)，由學(xué)生獨(dú)立或團(tuán)隊(duì)合作完成15%設(shè)計(jì)制作1.作品結(jié)構(gòu)合理巧妙，制作精良15%操作表達(dá)1.現(xiàn)場(chǎng)操作嫻熟、機(jī)器人演示過(guò)程完整

2.展板內(nèi)容簡(jiǎn)明，版式富有創(chuàng)意，視覺(jué)效果好

3.陳述清晰，問(wèn)辯回答正確，能反映對(duì)創(chuàng)意的深入理解10%精神團(tuán)隊(duì)1.團(tuán)隊(duì)分工明確，各司其職，團(tuán)結(jié)協(xié)作

2.項(xiàng)目成果由團(tuán)隊(duì)集體合作完成10