深度助推產 學研融合發展

依米 袁雯竹 羅穎娟 倪妮

2021年10月16—17日，2021國際自主智能機器人大賽于北京科學中心舉辦，各大高校的人形機器人“馴服”高手聚集于此，展開了激烈的角逐。大賽為人工智能、集成電路等領域發現并培育優秀人才提供了渠道，也為國內外產學研交流搭建了橋梁，助力行業快速健康發展。

賽事生機勃勃，引領科技和產業發展

國際自主智能機器人大賽從2019年開始舉辦，如今已是第三屆，參賽隊伍也從2019年的35支中外團隊擴大到2020年的78支，以及2021年的110支團隊。此外，參賽隊伍來自歐洲、亞洲、非洲等，賽事的國際性也十分顯著。“三年來我們的組織形式日益規范，賽事活動日益豐富，參賽隊伍越來越多，影響力越來越大”，本屆大賽執行主席、清華大學集成電路學院教授王志華表示，這些都充分體現了機器人產業的研究與發展，不僅僅是社會的熱點話題，還是引領當前世界科技與產業發展的重要力量，是引領社會變革，推動科技發展的重要引擎之一。

在機器人領域的眾多全球賽事中，有些注重展示性，有些注重科普性，國際自主智能機器人大賽是憑借什么吸引到越來越多的團隊參賽？為什么有越來越多的產學研各方參與到賽事中來？王志華總結為四方面：第一是自主，機器人提前完成學習，但在比賽時完全自主;第二是開源性，獲獎選手在競賽結束后需要把軟硬件提交開源平臺，供后來者學習改進;第三是學術性，大賽后續還會舉辦相關國際會議和競賽擂臺，營造學術研究氛圍;第四是客觀性，以競賽標準為依據，不人為評判輸贏。

在王志華看來，連續幾年舉辦機器人國際賽事，其實還有著更深層次的時代背景。面對新一輪科技革命和產業變革的突飛猛進，堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位，把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐，是大勢所趨。在這場革新中，人工智能無疑成為引領變革、推動發展的重要引擎，并將對經濟社會的發展產生深遠影響。而機器人作為人工智能研究與應用的關鍵環節，也成為國內外競技的重要賽道，舉辦自主智能機器人大賽成為推動全行業自主創新、高質量發展的重要抓手。2021年的大賽還特別設置創業論壇，讓機器人領域的創業者與參賽選手暢談。

“通過舉辦大賽，搭建起人工智能與集成電路、軟件、機器人領域的產學研用相結合。”展望未來，王志華希望：“我們的賽事成為‘學者’（這個學者是今天的學者以及未來的學者）展示學術成果、交流學術思想、啟發創新思維、積累實戰經驗、發現創業機會的平臺。”

增加新賽道，提升競技寬度和深度

本屆大賽技術委員會主任、清華大學電子工程系研究生導師張春介紹，本屆大賽在延續往屆標準賽的基礎上，與時俱進更新了3項新賽道，包括宮格賽、奪寶賽、競速賽。這些賽道的設置為大賽增添了更多趣味性，也對參賽者提出了更高的要求。同時針對疫情特殊性，本屆大賽增設了線上賽環節，包括標準賽和5乘5足球對抗賽。

標準賽對機器人的運動性能要求較高，在一個類似于U字形的賽道上，機器人需要避開坑洞、障礙物，還需要跨過欄桿門洞、走過獨木橋，完成踢球進洞、上下臺階等一系列復雜任務。宮格賽設置成九宮格，更多強化機器人在深度學習和人工智能方面的能力，考察機器人對不規則物體的識別，賽道中設置一些小型玩具和障礙物，機器人需要通過深度學習規劃行進路線，在既定時間內根據任務要求抓取給定的物品并放到出口。與其他幾項賽道使用30厘米高的小型機器人不同，奪寶賽需要使用65厘米高的中型機器人。尺寸變大，意味著可以執行更復雜的運算，能綜合運用人工智能、無人駕駛中的視覺定位導航技術等，奪寶賽的機器人是真正具備自主能力和學習能力的。競速賽設置10米長賽道，單純考察機器人的跑步速度，希望選手在這個賽項中對機器人做更多的改造，大幅度提升機器人的行走、運動性能。“機器人發明數十年以來，一直希冀于其能跑起來，對機器人軟件和算法等有很多要求，目前只有很少的機器人實現了跑起來。”張春說，希望將10米競速賽做成機器人標準賽，成為業內標桿。

“近年來，國內人形機器人的發展展現出蓬勃之勢，在與日韓等國的較量中迎頭趕上，但在高端機器人的研發上還存在一定差距，在某些細分領域，國內機器人可與國外媲美，甚至超越。”在張春看來，通過一系列機器人大賽和開源平臺，可以促進行業快速發展。

學以致用，拒絕紙上談兵

屏息、注目、凝眉……在人形機器人行進過程中，參賽者的心情，緊張又忐忑，生怕機器人走錯一步。經過兩天激烈的角逐，南方科技大學Robot Never Get Tired隊（現場賽）和清華大學深圳研究生院THU-bot隊（虛擬賽）獲得一等獎。南方科技大學Thank you for spending so much time reading our team name隊、東莞理工學院Uranus隊等13支隊伍獲得二等獎，清華大學World One Big隊、中山大學SYSU-Dynamics隊等15支隊伍獲得三等獎，南方科技大學SUSTC kunkun隊、德國漢堡大學Hamburg Bit-Bots隊等14支隊伍獲得優秀獎。

“我們從賽制剛公布就開始為大賽做準備了，并在暑期進行了大量的練習，即便大賽推遲舉辦，我們也絲毫不敢松懈。” 南方科技大學Robot Never Get Tired隊的隊長譚雍昊坦言，這也是他們獲得好成績的一大原因。在他們看來，每個人各司其職、團結合作，才能將所有人的優勢發揮到極致，感受機器人大賽真正的魅力。

機器人大賽中還體現著“傳幫帶”精神。來自華中科技大學集成電路專業的胡澳，曾是往屆大賽的參賽選手，2021年的他則成為了兩個本科生團隊的帶隊老師。“比賽對算法和編程能力要求較高，要熟悉機器人舵機控制等”，胡澳坦言這對非計算機專業的學生“挺難的”，但參賽的過程收獲更多——遇見了學界大咖，也在與其他高校參賽者的交流中了解技術應用情況。還有多位參賽者都表示，參賽可以鍛煉動手和探索能力，對學業和未來就業都非常有幫助。

拿到宮格賽冠軍的伍超杰，看上去淡定又輕松。他是清華大學電子系一名大四學生，這場比賽他最大的收獲是“訓練了抗壓能力”，在面對各種現場的突發狀況時，他學會了沉穩應對。2021年春季學期，伍超杰選修了一門校內機器人課程，“學以致用”就是他的參賽初衷。而這門課的主講老師也是本次大賽的技術委員會委員、清華大學電子工程系副教授張沕琳。

“清華大學電子系在大三會開設大量軟硬件相關課程，讓學生親手把算法落地到硬件場景上。”在張沕琳看來，學生學習不能是紙上談兵，還要能夠擼起袖子干工程。張沕琳認為，企業想要的不是招進來還要二次培養的學生。參賽可以極大地提升學生對復雜軟硬件系統協同調試的能力，更接地氣，就業更具優勢。

機器人技術涉及多個細分學科，在清華計算機系、自動化系、精儀系、電子系、集成電路學院等都有機器人相關專業課程，考查學生多學科交叉應用能力。“參賽團隊可以使用官方提供的機器人，也可以自己DIY機器人，參賽者需要具備機械結構、電子控制、圖像處理、深度學習、人工智能、運動規劃、基于視覺的導航和定位等多學科交叉知識。”張春表示，機器人比賽是一項綜合能力比賽，重點培養和考查學生的創新能力，并借此篩選出優秀的機器人領域相關人才，打通高校與企業的就業渠道。