第三屆中國人工智能創(chuàng)新大賽（青少年組）——“嫦娥奔月”競賽規(guī)則

1賽事簡介

人類探索月球的步伐從沒有停止，2020年11月24日04時(shí)30分，嫦娥五號(hào)搭載長征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭在海南文昌發(fā)射中心發(fā)射升空，這是我國探月工程的第六次任務(wù)，也是中國航天最復(fù)雜、難度最大的任務(wù)之一，近年來中國宇宙航空技術(shù)的突飛猛進(jìn)也為相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域帶來了全新的發(fā)展機(jī)遇。

本次比賽以“嫦娥奔月”為主題，參賽隊(duì)員制作機(jī)器人，編寫程序，使自己的機(jī)器人能夠自主完成各項(xiàng)競賽任務(wù)。

2比賽場地與環(huán)境

2.1比賽場地

圖1參考場地（模型以實(shí)際比賽為準(zhǔn)）

場地地膜尺寸為200*200cm，材質(zhì)為PU布或噴繪布。黑色引導(dǎo)線寬度為2cm-3cm，黑色引導(dǎo)線末端標(biāo)有任務(wù)模型擺放的位置(模型區(qū))，位置用細(xì)線標(biāo)出。但任務(wù)模型位置不是絕對(duì)的，模型位置、方向是可以變化的。場地有一個(gè)尺寸為30*30cm主基地和一個(gè)25*25cm的月球基地，機(jī)器人可以多次自主往返基地。

2.2賽場環(huán)境

機(jī)器人比賽場地環(huán)境為冷光源、低照度、無磁場干擾。但由于一般賽場環(huán)境的不確定因素較多，例如，場地表面可能有紋路和不平整，光照條件有變化等等。參賽隊(duì)在設(shè)計(jì)機(jī)器人時(shí)應(yīng)考慮各種應(yīng)對(duì)措施。

3參賽機(jī)器人

本節(jié)提供設(shè)計(jì)和構(gòu)建機(jī)器人的原則和要求。參賽前，所有機(jī)器人必須通過檢查。為保證比賽的公平，裁判會(huì)在比賽期間隨機(jī)檢查機(jī)器人。對(duì)不符合要求的機(jī)器人，需要按照本規(guī)則要求修改，如果機(jī)器人仍然不符合要求，將被取消參賽資格。

3.1尺寸：每次出發(fā)前，機(jī)器人尺寸不得大于30*30*30cm（長*寬*高）；離開基地后，機(jī)器人的機(jī)構(gòu)可以自行伸展。從月球基地出發(fā)時(shí)，機(jī)器人驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪必須在基地內(nèi)，尺寸符合上述上述要求即可。

3.2控制器：單輪比賽中，不允許更換控制器。每臺(tái)機(jī)器人只允許使用一個(gè)控制器。

3.3執(zhí)行器：每臺(tái)機(jī)器人只允許使用共計(jì)不超過4個(gè)電機(jī)（不允許使用數(shù)字舵機(jī)）。

3.4傳感器：每臺(tái)機(jī)器人允許使用的傳感器種類和數(shù)量不限。

3.5結(jié)構(gòu)：機(jī)器人必須使用塑料材質(zhì)的拼插式結(jié)構(gòu)，不得使用扎帶、螺釘、鉚釘、膠水、膠帶等輔助連接材料。

3.6電源：每臺(tái)機(jī)器人必須自帶獨(dú)立電池，不得連接外部電源，電池電壓不得高于9V，不得使用升壓、降壓、穩(wěn)壓等電路。

4參賽隊(duì)伍要求

4.1.1比賽分為小學(xué)組、初中組、高中組三個(gè)組別，每支參賽隊(duì)由2-3名學(xué)生和1名教練員組成，學(xué)生參賽是必須是在校學(xué)生。

4.1.2參賽隊(duì)員應(yīng)以積極的心態(tài)面對(duì)和自主、妥善地處理在比賽中遇到的各種問題；自尊、自重、自律、自強(qiáng)；友善地對(duì)待隊(duì)友與對(duì)手；尊重志愿者、裁判員。

5任務(wù)及得分

本規(guī)則中根據(jù)難度等級(jí)高低共給出7個(gè)預(yù)設(shè)任務(wù)。

預(yù)設(shè)任務(wù)的內(nèi)容在本規(guī)則中公布，其中5.1艙體對(duì)接模型放在固定位置八，方向可變。其余6個(gè)任務(wù)模型位置、方向是可以變化的，在賽前準(zhǔn)備時(shí)公布，參賽隊(duì)員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場設(shè)計(jì)機(jī)器人結(jié)構(gòu)及程序。

以下描述的預(yù)設(shè)任務(wù)只是對(duì)現(xiàn)實(shí)中的某些情景的模擬，切勿將它們與真實(shí)生活相比。

5.1艙體對(duì)接

5.1.1壓桿初始位置如圖2-1所示，初始狀態(tài)為垂直向上。

5.1.2機(jī)器人通過按壓白色壓桿，使得船體升起到豎直與上方艙體對(duì)接，并且保持到比賽結(jié)束，如圖2-2所示。得60分。

難度等級(jí)：五星

5.2收集月海玄武巖

5.2.1月海玄武巖的初始位置為任意位置的正中間。

5.2.2小學(xué)組：將月海玄武巖推離原位置得20分，將其收集至月球基地再得20分，注意收集至主基地不得分，只獲得推離位置的20分。

中學(xué)組：將月海玄武巖收集至基地得40分，推離原位置不得分。

難度：三顆星

圖3-1月海玄武巖

5.3打開艙門

5.3.1艙門一開始處于關(guān)閉狀態(tài)，如圖4-1所示

5.3.2機(jī)器人必須通過按壓手柄將艙蓋完全打開，保持到比賽結(jié)束，如圖4-2所示，得50分。

難度等級(jí)：四星

5.4獲取樣本

5.4.1獲取樣本模型初始位置如圖5-1所示，轉(zhuǎn)柄初始狀態(tài)為水平。

5.4.2機(jī)器人通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)柄將實(shí)驗(yàn)裝置打開，樣本從裝置中脫落得30分，如圖5-2，將樣本帶回基地再得30分。

難度等級(jí)：五星

5.5太空漫步

5.5.1場地上放置太空漫步模型，初始狀態(tài)如圖6-1所示，轉(zhuǎn)柄初始位置水平。

5.5.2機(jī)器人通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)柄，使宇航員模型轉(zhuǎn)動(dòng)不少于360度，完成得50分。

難度等級(jí)：四顆星

5.6修復(fù)通訊

5.6.1場地上放置修復(fù)通訊模型，初始狀態(tài)如圖7-1所示。

5.6.2機(jī)器人將通訊設(shè)施的右端撥至中間，并將兩端相連，保持到比賽結(jié)束，得60分。

難度等級(jí)：四顆星

5.7月壤勘探

5.6.1場地上放置月壤勘探，初始狀態(tài)如圖8-1所示。

5.6.2機(jī)器人需通過轉(zhuǎn)動(dòng)撥輪，使鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈以上，得60分。

難度等級(jí)：五顆星

5.8任務(wù)模型的位置

5.8.1在上述任務(wù)執(zhí)行過程中，有些任務(wù)模型的位置是固定的，但方向可以變化；有些任務(wù)模型的位置、方向是可以變化的。任務(wù)模型的位置、方向均在賽前公布，一經(jīng)公布，不再變化。

5.8.2，其中5.1艙體對(duì)接模型放在固定位置八，方向可變。其余6個(gè)任務(wù)模型位置、方向是可以變化的。

6比賽

6.2賽制

6.2.1中國人工智能創(chuàng)新大賽按小學(xué)、初中、高中各組別分別進(jìn)行。

6.2.2比賽共進(jìn)行2輪，不分初賽、復(fù)賽。每場比賽時(shí)間為180秒。每場均予記分。

6.2.3所有場次的比賽結(jié)束以后，以每支參賽隊(duì)各場得分之和作為該隊(duì)的總成績，最后按總成績對(duì)參賽隊(duì)進(jìn)行排名。

6.2.4競賽組委會(huì)有權(quán)利也有可能根據(jù)參賽報(bào)名和場館的實(shí)際情況變更賽制。

6.3比賽過程

6.3.1搭建機(jī)器人與編程

6.3.1.1搭建機(jī)器人與編程、測試程序都在參賽區(qū)進(jìn)行。

6.3.1.2參賽隊(duì)的學(xué)生隊(duì)員經(jīng)檢錄后方能進(jìn)入調(diào)試區(qū)。裁判員有權(quán)對(duì)參賽隊(duì)攜帶的器材進(jìn)行檢查，所用器材必須符合組委會(huì)相關(guān)規(guī)定與要求。參賽隊(duì)員可以攜帶已搭建的機(jī)器人進(jìn)入調(diào)試區(qū)。隊(duì)員不得攜帶組委會(huì)明令禁止使用的通信器材進(jìn)場。所有參賽學(xué)生在調(diào)試區(qū)就座后，裁判員把附加任務(wù)得分說明及任務(wù)位置告知各參賽隊(duì)。

6.3.1.3參賽隊(duì)?wèi)?yīng)自帶便攜式計(jì)算機(jī)、維修工具、替換器件、備用品等。參賽選手在調(diào)試區(qū)不得上網(wǎng)和下載任何程序，不得使用照相機(jī)等設(shè)備拍攝比賽場地，不得以任何方式與教練員或家長聯(lián)系。

6.3.1.4賽前有2小時(shí)的準(zhǔn)備時(shí)間，參賽隊(duì)可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境修改機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和編寫程序。

6.3.1.5賽場采用日常照明，參賽隊(duì)員可以標(biāo)定傳感器，但是大賽組委會(huì)不保證現(xiàn)場光照絕對(duì)不變。隨著比賽的進(jìn)行，現(xiàn)場的照明情況可能發(fā)生變化，對(duì)這些變化和未知光線的實(shí)際影響，參賽隊(duì)員應(yīng)自行適應(yīng)或克服。

6.3.1.6進(jìn)入賽場后，參賽隊(duì)員必須有秩序、有條理地調(diào)試機(jī)器人及準(zhǔn)備，不得通過任何方式接受教練的指導(dǎo)。不遵守秩序的參賽隊(duì)可能受到警告或被取消參賽資格。準(zhǔn)備時(shí)間結(jié)束前，各參賽隊(duì)?wèi)?yīng)把機(jī)器人排列在調(diào)試區(qū)的指定位置，然后封場。

6.3.2賽前準(zhǔn)備

6.3.2.1準(zhǔn)備上場時(shí)，隊(duì)員領(lǐng)取自己的機(jī)器人，在裁判員帶領(lǐng)下進(jìn)入比賽區(qū)。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未到場的參賽隊(duì)將被視為棄權(quán)。

6.3.2.2上場的參賽學(xué)生隊(duì)員，站立在基地附近。

6.3.2.3參賽隊(duì)員將自己的機(jī)器人放入基地。機(jī)器人的任何部分及其在地面的正向投影不能超出基地范圍。

6.3.2.4到場的參賽隊(duì)員應(yīng)抓緊時(shí)間（不超過2分鐘）做好機(jī)器人啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作。完成準(zhǔn)備工作后，隊(duì)員應(yīng)向裁判員示意。

6.3.3啟動(dòng)

6.3.3.1裁判員確認(rèn)參賽隊(duì)已準(zhǔn)備好以后，將發(fā)出“3、2、1，開始”的倒計(jì)時(shí)啟動(dòng)口令?？诹罱Y(jié)束時(shí)，參賽隊(duì)員可按動(dòng)按鈕啟動(dòng)機(jī)器人。

6.3.3.2在裁判員發(fā)出“開始”命令前啟動(dòng)機(jī)器人將被視為“誤啟動(dòng)”并受到警告或處罰（計(jì)一次重啟）。

6.3.3.3機(jī)器人一旦啟動(dòng)，就只能受機(jī)器人自帶的程序控制。隊(duì)員一般不得接觸機(jī)器人（重啟的情況除外）。

6.3.3.4啟動(dòng)后的機(jī)器人不得故意分離出部件或把機(jī)械零件掉在場上。偶然脫落的機(jī)器人零部件，由裁判員隨時(shí)清出場地。為了競爭得利而分離部件屬于犯規(guī)行為，機(jī)器人利用分離部件得分無效。分離部件是指在某一時(shí)刻機(jī)器人自帶的零部件與機(jī)器人主體不再保持任何連接關(guān)系。

6.3.3.5啟動(dòng)后的機(jī)器人如因速度過快或程序錯(cuò)誤將所攜帶的物品拋出場地，該物品不得再回到場上。

6.3.4重啟

6.3.4.1機(jī)器人在運(yùn)行中如果出現(xiàn)故障或未完成某項(xiàng)任務(wù)，參賽隊(duì)員可以用手將機(jī)器人拿回對(duì)應(yīng)基地重啟，重啟前機(jī)器人已完成的任務(wù)得分有效，但機(jī)器人當(dāng)時(shí)攜帶的得分模型失效并由裁判代為保管至本輪比賽結(jié)束；在這個(gè)過程中計(jì)時(shí)不會(huì)暫停。

6.3.4.2機(jī)器人自主運(yùn)行獎(jiǎng)勵(lì)：在整個(gè)比賽過程中， 0次重啟，獎(jiǎng)勵(lì)40分；1次重啟，獎(jiǎng)勵(lì)30分；2次重啟，獎(jiǎng)勵(lì)20分；3次重啟，獎(jiǎng)勵(lì)10分；4次及以上重啟，不予獎(jiǎng)勵(lì)。

6.3.4.3每場比賽機(jī)器人的重啟次數(shù)不限，但加分依照6.3.4.2執(zhí)行。

6.3.4.4重啟期間計(jì)時(shí)不停止，也不重新開始計(jì)時(shí)。

6.3.5機(jī)器人自主返回基地

6.3.5.1機(jī)器人首次必須先從主基地出發(fā)，不可先從月球基地出發(fā)。機(jī)器人在到達(dá)過月球基地之后，可以自主選擇從主基地或月球基地出發(fā)。在完成任務(wù)期間可以多次自主往返主基地和月球基地，不視為重啟。

6.3.5.2機(jī)器人自主返回基地的標(biāo)準(zhǔn)是機(jī)器人的垂直投影部分在基地范圍內(nèi)，參賽隊(duì)員可以接觸已經(jīng)返回基地的機(jī)器人。

6.3.5.4機(jī)器人自主返回基地后，參賽隊(duì)員可以對(duì)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更改或維修。

6.3.6比賽結(jié)束

6.3.6.1每場比賽的時(shí)間為180秒。

6.3.6.2參賽隊(duì)在完成一些任務(wù)后，如不準(zhǔn)備繼續(xù)比賽或完成所有任務(wù)后，應(yīng)向裁判員示意，裁判員據(jù)此停止計(jì)時(shí)，作為單輪用時(shí)予以記錄，結(jié)束比賽；否則，等待裁判員的終場哨音。

6.3.6.3裁判員吹響終場哨音后，參賽隊(duì)員應(yīng)立即關(guān)斷機(jī)器人的電源，不得再與場上的機(jī)器人或任何物品接觸。

6.3.6.4裁判員填寫記分表并告知參賽隊(duì)員得分情況。

6.3.6.5參賽隊(duì)員將場地恢復(fù)到啟動(dòng)前狀態(tài)，并立即將自己的機(jī)器人搬回調(diào)試區(qū)。

7記分

7.1每場比賽結(jié)束后，按完成任務(wù)的情況計(jì)算得分。

7.2完成任務(wù)的次序不影響單項(xiàng)任務(wù)的得分。

7.3有些任務(wù)需要將模型帶回基地才算得分，其必須同時(shí)滿足：①機(jī)器人自主返回基地的標(biāo)準(zhǔn)；②機(jī)器人的投影與該模型的投影部分或完全重合,或機(jī)器人與該模型接觸。

8犯規(guī)和取消比賽資格

8.1未準(zhǔn)時(shí)到場的參賽隊(duì)，每遲到1分鐘則判罰該隊(duì)10分。如果超過2分鐘后仍未到場，該隊(duì)將被取消比賽資格。

8.2第1次誤啟動(dòng)將受到裁判員的警告，機(jī)器人回到待命區(qū)再次啟動(dòng)，計(jì)時(shí)重新開始。第2次誤啟動(dòng)將被取消比賽資格。

8.3為了競爭得利而分離部件是犯規(guī)行為,視情節(jié)嚴(yán)重程度可能會(huì)被取消比賽資格。

8.4如果由參賽隊(duì)員或機(jī)器人造成比賽模型損壞，不管有意還是無意，將警告一次。該場該任務(wù)不得分，即使該任務(wù)已完成。

8.5比賽中，參賽隊(duì)員不得接觸基地外的比賽模型；不得接觸基地外的機(jī)器人；否則將按“重啟”處理。

8.6不聽從裁判員的指示將被取消比賽資格。

8.7參賽隊(duì)員在未經(jīng)裁判長允許的情況下私自與教練員或家長聯(lián)系，將被取消比賽資格。

9成績排名

參賽隊(duì)的最終得分為總輪次場地任務(wù)競賽得分總和，每個(gè)組按總成績排名，最終得分高的排名靠前。如果出現(xiàn)局部并列的排名，按如下順序決定先后：

（1）所有場次用時(shí)總和少的排名在前；

（2）重啟次數(shù)少的排名在前；

（3）所有場次中完成單項(xiàng)任務(wù)(得分為滿分)總數(shù)多的排名在前；

（4）機(jī)器人重量輕的排名在前，或由裁判確定。

大賽組委會(huì)擁有對(duì)本規(guī)則的解釋權(quán)，比賽期間凡是規(guī)則中沒有說明的事項(xiàng)均由組委會(huì)決定。

附錄：記分表

責(zé)任編輯：趙立國