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福建省青少年机器人竞赛总则一、竞赛的性质福建省青少年机器人竞赛以培养青少年的创新意识和实践能力，提高青少年的科学素质为目的，是一项将技能培养、研究性学习融为一体，面向广大青少年机器人爱好者的科学普及性活动。二、竞赛的主办单位、承办单位、协办单位福建省青少年机器人竞赛每年举办一次。由福建省科学技术协会和省教育厅主办，福建省青少年科技活动中心和设区市科协、教育局承办。三、组织机构竞赛组委会由主办单位与承办单位共同组成。竞赛组委会办公室设在福建省青少年科技活动中心，负责竞赛日常工作。四、比赛时间每年举办一次（四月下旬2-3天，其中竞赛时间1至1.5天）五、赛事安排福建省青少年机器人竞赛的比赛项目根据“中国青少年机器人竞赛”和“全国中小学电脑制作竞赛”中机器人竞赛项目而设置。2012年的比赛项目有机器人创意比赛、机器人综合技能比赛、机器人足球比赛、VEX机器人工程挑战赛、FLL机器人工程挑战赛。六、参赛对象及组团方式参赛对象：全省中小学、中等职业学校2012年在校的学生。每个参赛者必须先经过各设区市的选拔，由各设区市组团参赛。每人只允许参加一个项目，以参赛队为单位参赛，每个参赛队不多于2名学生（VEX项目队伍允许不超过4名队员）。参赛队分小学、初中、高中三个组别，允许不同学校联合组队，不允许跨组别组队。各参赛队以“学校名称+项目名称”命名。每个参赛队允许申报不超过2名指导教师，排序前者为第一指导教师。七、奖项设立由省级承办单位负责成立专家评审组和竞赛裁判组，对申报参赛的作品、项目进行评审和对竞赛进行评判。根据评审、竞赛成绩，按学段和类别分别评出一、二、三等奖，并在网站公示获奖名单。无异议后，由省主办单位为获奖个人颁发获奖证书。1获得省青少年机器人竞赛一等奖的部分选手将参加“2012年中国青少年机器人竞赛”或“2012年第十三届全国中小学生电脑制作活动”中的机器人竞赛。八、参赛申报1.名额分配竞赛组委会将根据各设区市往年参赛情况所取得成绩和今年机器人活动开展情况来分配各设区市参加省赛名额。各设区市按照限定的名额数，择优向竞赛组委会办公室申报。每名参赛选手只能申报参加一个竞赛项目，不允许跨组别组队。2.申报时间具体申报时间和要求另行通知。3.申报方式为了加强机器人竞赛组织工作的科学性、规范性，提高工作效率，第十届竞赛申报采取纸质和网上申报相结合。所有项目都必须填写纸质申报表，其余材料从网上申报。4.申报流程登录fj5461.org.cn网站，进行网上申报，具体流程如下：1）组委会根据分配名额生成授权号；2）各设区市指定一名负责人，根据组委会提供的账号和密码，登录管理系统获取本设区市所有参赛队授权号，并及时分发给各参赛队的教练员；3）教练员拿到授权号后，应立即登录指定网站注册（填写参赛队的个人信息，确认参赛），并在指定时间前上传项目信息、附件等；4）参赛者申报完毕后，各设区市竞赛负责人对申报信息进行首次资格审查，如不合要求应即时更正，确保网上申报信息与纸质申报表完全一致；5）最后，省竞赛组委会对各设区市申报信息进行再次资格审查，不合格者将予以淘汰；6）在网上公布确认的参赛队名单。九、器材所有参赛者自带器材和电脑（参加综合技能的参赛队所携带电脑只允许装载操作系统软件和机器人编程软件）。除创意比赛外，其它项目只允许使用中国青少年机器人竞赛组委会推荐的厂家生产的教育机器人套材十、未尽事宜由竞赛组委会解释2第十届福建省青少年机器人竞赛机器人创意比赛主题与规则1关于机器人创意比赛机器人创意比赛是基于每年一度的中国青少年机器人竞赛的主题与规则，组织在校中小学生机器人爱好者，花费6个月左右的时间，在课题导师或教练员的指导下，在学校、家庭、校外机器人工作室或科技实验室里，以个人或小组的方式，进行智能机器人的创意、设计、编程与制作，最后以具体的机器人创意作品的形式参加中国青少年机器人竞赛组委会举办的机器人创意比赛活动。机器人创意比赛对于培养学生学习与综合运用机器人技术、电子信息技术、工程技术，激发创新思维潜能，提高综合设计和制作的能力极为有益。2主题：仿生机器人2.1主题简介早在人类出现之前，各种生物已在地球上存活了亿万年。在历经沧海桑田、物竞天择的进化过程中，它们的内部形成了极其精确和完善的机制，获得了适应大自然环境变化的强大能力。神奇的生物界具有许多卓有成效的本领，显示出比迄今任何人造机械都优越的特性或功能。如结构的物理力学特性；体内的生物合成、能量转换、信息的接受和传递；识别、导航、定向计算和综合等。生物的小巧、灵敏、快速、高效、可靠和抗干扰性堪称巧夺天工，令人惊叹不已。仿生学（bionics）是一个在具有生命之意的希腊语bion上，加表达工程技术涵义的ics而组成的词语，大约始于1960年。仿生学就是要在工程上实现并有效地模仿和应用生物功能的一门学科，是连接生物与技术的桥梁。顾名思义，仿生机器人是仿生学原理在机器人学科的具体应用。与生物界的所有类群比较，人类的能力和智慧之所以无与伦比，就在于人类能够借助智慧和双手制造工具，改造自然，其中也包括通过观察、设计、实验去认识自然界，模仿生物，从而在生存环境里获得更多的自由。人们的仿生探索活动由来已久，从比照鱼类的形体打造船只，到模仿鸟儿的双翅，乘飞机翱翔蓝天，例子俯首皆是。机器人学科的情况同样如此。从古至今，人类创造仿生机器人的冲动方兴未艾。近3的，如机器狗、双足机器人、人工假肢等等，在现代机器人发展的半个世纪中，仿生机器人始终是一个热门研究课题，是机器人学重要的一个分支。本届“机器人创意比赛”的主题选定“仿生机器人”，其主旨在推动我国青少年亲近自然界，通过观察和了解生物界，汲取创作机器人的灵感，让机器人更好的为人类服务。2.2课题研究仿生机器人涉及到两个关键词，一是机器人，二是仿生。对于前者，大家都有比较多的了解，所以重点来解读后者。（1）生物界的多样性，决定了仿生机器人的多样性。因此，仿生机器人的选题很宽泛，可谓多姿多彩。在课题研究的选题阶段，参赛队需要注意自然界生物的多样性，从中提炼所要模仿的生物的独特之处，查明它们的具体原理、机理、机制，归纳出机器人的创新点。仿生机器人的创新点一定聚焦在机器人与生物的结合点上，在那里生长出新颖性。（2）研究步骤通常研发仿生机器人需要经过下面几个环节：类比——既然要仿生，就必须有意识地向生物界学习，对生物原型加以调查剖析。最通常的方法是运用类比方法，即比对人类和生物之间的差异，找出后者的优异之处，以此锁定模仿的对象，探究其基本原理和组织机制，从中汲取创新的源泉。抽象——由于生物系统的复杂性，为了探究生物系统的原理和机制，需要从纷繁的因素中抽丝剥茧，去伪存真，提炼主要因素，得到一个较为简化的生物模型。这个模型应该能够描绘出所模仿的生物的主要特质及原理。这样就确定了创新点。映射——生物体和机器之间存在明显的区别。简单说，生物体是一个有机的生命体，而机器是无生命的无机体。后者必须遵循物理-力学的定律，才能使各部分协调运转。因此，如何由机械系统实现生物功能，不能局限于简单的仿生，更重要的是把生物模型映射成一个机械模型，一个具有工程可行性的实物模型，这就要求在原有基础上创新和提高。生物模型、数学模型和机械模型三者，前者是基础，后者是目的，而数学模型则是这两者的桥梁。实验——经过实践-认识-再实践的多次重复，仿生机器人逐渐趋近被模拟生物的功能，最终仿生机器人可能与生物原型有些许区别，有时存在落差，有时在某些方面超过原型。例如动力假肢的承重能力就超过了普通人类的体能极限。再一个浅显的例子是电子计算机比人的计算能力迅速而又可靠。4（3）选题范围仿生学的研究范围主要包括：力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。力学仿生——研究并模仿生物体形态、结构、力学性质（包括运动学、静力学和动力学）。典型的，如模仿人类的躯体和四肢的组织结构，以及静步态和动步态下的力学特性，实现双足步行机器人的行走和跑跳。分子仿生——研究与模拟生物体中分子结构、酶、膜等起到的功能和作用。例如壁虎的指和趾端上密布着腺毛，有极强的粘附能力。受此启发，在“粘虫”式机器壁虎的足底制作出数百万个极其微小的人造毛（人造橡胶材料，长约2m，直径约500nm），它们与墙壁间能产生所谓的“范德瓦尔斯力”分子弱电磁引力（仅2mm2见方内的100万根毛发就能支承20kg重量）。能量仿生——研究与模仿生物体能量转换机理，如发光、肌肉将化学能转换成机械能等。化学家已经开发出一种具有-共轭结构的导电聚合物人工肌肉（人造橡胶和泡沫的混合物），它可在受控条件下将电能转换为机械能，适合用做仿生机器人的面部皮肤，让脸部的表情更丰富。信息与控制仿生——研究与模拟生物体感觉器官、神经元、以及高级中枢的智能活动等方面的信息处理过程。例如生物的中枢模式发生器CPG（centralpatterngenerator），在人工蠕虫、六足步行机器人等多肢体节律运动协调控制中得到成功应用。在充分理解比赛主题的基础上，经过课题研究确定作品的制作方案后，就可以进入课题的实施阶段。一定要让自己所遴选的项目研究和演示的内容紧扣主题，贴合主题，在此前提下，围绕自己最有心得的，或者最感兴趣的机器人（或机器人系统）作品形式抒发创意，表述创新。创新点不必贪多，突出一个或两个深入研究，避免陷入把精力放在编排故事、构造情节的误区。3比赛规则3.1分组比赛分小学组、初中组、高中组。不要求选手现场搭建参赛作品，现场比赛的内容为展示、演示和评审。每个项目参与学生不多于2名，学生在教师指导下布展，并独立演示和接受专家问辩。3.2参赛作品的器材要求5参加本届竞赛的机器人作品，除不得选用污染环境、有害健康的器材外，原则上不限定参赛使用的器材。鼓励小学组参赛作品尽量利用平时课外活动的、现成的机器人器材套件开展设计和搭建，力求节省成本，避免比赛的成人化倾向。提倡在初、高中组参赛作品中一定程度采用自制器材，且机器人的创意、设计、搭建、编程应由学生独立或集体亲身实践和完成。3.3参赛机器人作品应该体现六个要素（1）符合创新比赛的主题，正确体现机器人的内涵；（2）在契合主题的前提下，机器人演示的完整性和创意的新颖性；（3）科学性和一定的研究制作工作量；（4）研制过程和作品成果均体现出学生的主体性；（5）注重机器人的外观设计、制作工艺、观赏性；（6）规范的研制报告。3.4机器人创意比赛程序创意比赛分资格审查、初评和终评三个环节。3.4.1申报机器人创意比赛参赛队应在规定截止日期，向组委会办公室提交申报资料，其内容如下：（1）机器人创意比赛项目申报表；（2）机器人创意比赛项目研制报告一份。该报告的文字与图表（外观图、结构图、原理图等）共计不超过5页，另附作品彩色照片但数量不超过5幅；（3）机器人动作演示的视频资料1～5分钟；（4）项目研发所需材料清单一份；（5）项目运行的完整程序设计（程序设计可以使用图形程序设计），使用的语言不限；（6）除纸质申报表3份、研制报告1份和视频演示光盘一张必须邮寄外，其它申报资料均以电子版本形式提交（通过福建省青少年科技活动中心网站以下简称网站）；（7）是否按时、完整、规范地提供上述资料，将作为申报作品资格审查与项目初评的重要依据。凡未达到要求者，将被取消参加省赛终评的资格。3.4.2.资格审查与初评竞赛组委会和专家委员会将根据申报资料对参赛作品进行资格审查与初评。其结果将在网站公示。通过资格审查与初评的作品才被允许进入省赛终评。63.4.3.现场布展（1）获得终评资格的参赛队要为各自作品制作一块120厘米（高）、90厘米（宽，一律竖用）的作品喷绘纸（展示KT板由组委会提供），供展示使用；（2）各参赛机器人作品的展台面积不超过2平方米；3.4.4机器人的组装与调试在正式展示和问辩前，组委会安排一定时间段供参赛队布展、组装和调试作品。3.4.5终评机器人创意比赛的终评包括作品展示和现场问辩。现场问辩：在终评的指定期间段内，所有参赛选手应在展台旁待命，以便接受评审专家的现场问辩。选手有5分