民間組織所舉辦的機器人競賽 --台灣玉山機器人協會


文/許民陽

 台灣玉山機器人協會簡介


臺灣四周環海,海岸線長達1,139公里,雖僅為36,000平方公里土地總面積的3%,但因內陸約2/3土地為丘陵及山地,可供利用的台地及平原不多,因此海岸地區成為主要的開發與利用對象。然而近年受到全球氣候暖化的影響,海平面不斷上升,海岸地帶直接受到衝擊,成為全球氣候變遷必須因應及調適的八大議題之一。

尤其是海岸地區位處陸地與海洋的交界地帶,其環境涉及陸上岩石圈、海洋的水圈及大氣圈三者交互作用的影響,為各種外營力地形變遷最複雜多變的一種。例如:它同時涉及建設性與破壞性地質作用,大量漂沙堆積或地殼抬升等建設性地質作用固然可增加新的土地,但強大的波浪或暴潮帶來的破壞性地質作用卻同時可能將這些土地侵蝕而無法復原,花東海岸即為實例。因此,不管用工程防護或非工程措施因應海岸變遷,尤其是海岸侵蝕後退問題,先了解海岸變遷因素都是首要的步驟,讓解決對策有脈絡可尋。

綜合眾多學者及專家的研究,影響海岸變遷的主要因素有氣候、海岸外營力作用、沈積物收支、海平面升降、人類活動等(見圖1),若再細分可分為自然及人文兩大類。

台灣玉山機器人協會是一個非以營利為目的的社會團體,成員囊括業界與學界,自2007年成立起,便致力於推廣以科技應用為基礎的機器人教育活動,拓展學校與社會大眾對科學運用的視野,也促進多元智能的發展,提升國家的競爭力。他們協辦「WRO國際奧林匹亞機器人大賽」及「FIRST機器人大賽」(圖1)兩項國際性賽事在臺灣的選拔賽,也與國內政府單位合辦各項賽事,將國內的機器人應用愛好者與學校相關科系的師生集結於一堂,共同努力將臺灣選手推向世界的舞臺。透過推廣機器人相關教育活動,他們期望能提升國內學校師生對機器人學習的興趣與意願,進而帶動國內的機器人教育風氣。


圖1. 影響海岸變遷的主要因素關係

 主要活動介紹


1.WRO國際奧林匹亞機器人大賽
WRO (World Robot Olympiad;國際奧林匹亞機器人大賽)是一項國際性的科技及教育活動, WRO委員會在全世界共有70個會員國,臺灣為其中之一,由台灣玉山機器人協會辦理賽事。各會員國每年各自在國內舉行選拔賽,選出的優秀隊伍可代表國家參與11-12月間舉辦的WRO國際賽。近六年舉辦WRO國際賽的國家分別為2011年阿布達比、2012年馬來西亞、2013年印尼、2014年俄羅斯、2015年卡達、2016印度、2017年哥斯大黎加、2018年泰國清邁及2019年匈牙利捷爾。

WRO臺灣地區選拔賽分為各縣市校際盃、分區區賽,以及全國總決賽,比賽期間為5月至9月,每年總參賽人次約為6,000人。每年選出的優秀隊伍在國際賽上表現均非常亮眼,耀眼的成績讓臺灣選手在國際舞台上嶄露頭角,讓全世界認識到臺灣學子在科技上的軟硬實力。

2.FIRST系列國際機器人大賽 (含FLLJr 、FLL、FTC、FRC )
FIRST國際組織所創辦的國際性機器人比賽有FLLJr、FLL、FTC、FRC。FIRST全名是 “For Inspiration and Recognition of Science and Technology “,於1989年起源於美國,是一個非營利的基金會,希望能激發青少年對於科學與科技的興趣。其宗旨為藉由工程師與專業人士的參與,讓孩子們能與專家們「玩在一起」,進而解決許多具有挑戰性的問題。為了能達到上述的目標。FIRST推出了四大比賽項目:FLLJr ( 6-9歲)、FLL(9~16歲)、FTC ( 14~18歲)以及FRC (16~18歲)。FIRST年度統計全球一共有30萬以上參賽選手參與!歷年來的比賽,美國總統均相當重視此活動,包含老布希總統、小布希總統及前任美國總統歐巴馬均曾親臨會場致詞並接見獲獎隊伍,給予鼓勵;此外,美國一流大學也非常重視這項比賽且提供全額獎學金給FIRST之優秀選手申請入學的機會。

FIRST 國際組織授權由台灣玉山機器人協會辦理臺灣FLLJR、FLL暨FTC世界盃機器人選拔賽,FLL 全世界有76個會員國組成,FTC 主要以美國、加拿大、澳洲隊伍居多,目前逐漸推廣至東南亞及亞洲區。此競賽結合了經營管理、動手操作、互動的機器人程式以及緊張的競賽氣氛。隊伍可由數名擁有不同專長(如:團隊營運管理、行銷企劃、問題解決、創意與分析式思考)之選手所組成。臺灣選拔賽勝出的優秀隊伍可代表臺灣參加每年4月於美國舉辦的FIRST WORLD FESTIVAL或歐洲舉辦的OPEN EUROPEAN CHAMPIONSHIP。

台灣玉山機器人協會更因應科技部的計畫,配合中科管理局及工研院團隊辦理FRC機器人競賽,FRC機器人競賽與其它競賽不同的地方在於FRC不在乎競賽的輸贏,它重視的是團隊彼此之間的競爭關係與合作關係,也就是所謂「競合」的概念,考驗高中生的團隊合作與溝通表達。他們必須親自募款,打造團隊形象,設置公關與新聞部門,同時要向其他隊伍推銷、介紹自己,爭取聯盟的機會。這同時也是學生未來發展的重要能力之一。該協會將承辦2020年由科技部指導,中科管理局主辦之2020FRC國際區域賽,以鼓勵青年學子主動接軌國際、站上世界的舞台,同時培養更多對機器人相關領域技能有興趣的人才。

除了上述兩大重要國際性賽事外,台灣玉山機器人協會也與國內其他政府單位合作多場賽事,如由勞動部主辦的全國自走車競速大賽以及國立臺灣大學智慧機器人及自動化國際研究中心主辦的IRHOCS國際機器人實作競賽(大專盃)等。


 台灣玉山機器人協會簡介


從歷年參賽選手與家長給的經驗分享與回饋中,不難看出家長對於孩子參與WRO與FIRST系列機器人活動的認同,在準備與競賽的過程中,孩子對機器人、程式與機械的興趣都有所啟發,這股熱忱促使他們不斷努力、自我突破,最終取得了出國參與世界賽的門票。以下節錄家長及參賽選手的回饋與心得:

1.王媽媽分享
「因為兒子從小就喜歡拆拆裝裝,對組裝積木很有興趣,先生也就買了套EV3給兒子玩,從此就開始了我們家的機器人競賽之路。」

更因此帶領了女兒踏入機器人的世界,打破一直以來被多數人認定機器人是男生為主的觀念,並了解到除了機器人組裝,參與比賽的模式更可以開發小孩不同的興趣與能力。

「本來以為機器人是男生在玩的,女兒剛開始並沒有興趣。但看哥哥比創意賽,原來是組一台機器人,再加上美工布置,完成一個主題,說出一套劇本,講給評審聽,讓她也躍躍欲試。」

回饋文章中更寫到陪著小孩比賽時家長的心情,以及看著小孩在比賽時的成長與嶄露出的能力,更是讓其繼續支持小孩玩機器人的關鍵:

「我看著女兒表現得落落大方,很是高興,但輪到機器人示範時卻失常了,大家都好懊惱。等評審走了,女兒他們檢查機器人,發現又可以動了,原來是評審擋到光線,使得機器人無法循線;我們在上面看到女兒居然有勇氣馬上跑去找評審,請他們再過來看一次示範,這次就成功完成。頒獎時,她們居然獲得第一名,之後全國賽也獲得第二名,可以代表臺灣到印尼參加世界賽。這時候的他們才國小四年級,第一次參賽,就能取得出國代表權,對女兒是一個很大的鼓舞,也是她能持續下去的動力,因為在機器人比賽中,她找到了她的強項,並不是組裝機器人或是撰寫程式,而是整理簡報、表達、管理團隊以及公關的能力。」

「之後的幾年,就是跟隨著玉山機器人協會的腳步,一個競賽完成,再接續另一個比賽。這幾年因為參加機器人競賽,我看到女兒的成長,她也結交了許多志同道合的朋友,有了自己的團隊,相信以後出社會後,對她是一個很大的助力。這也是我們全力支持她參加機器人競賽的主因,因為這些歷練是在學校無法學到的,不管她以後是否會往機器人這條路走,但在這之中,她學到了發掘問題、解決問題、以及人際溝通的能力,努力地創造自己的未來,使我們非常欣慰,也樂觀其成。」


圖2. 2013年FLL暨FTC機器人大賽獲獎隊伍        

另外,不只一位參賽選手在參賽的回饋中,也都提到為了機器人比賽,為了拿到世界賽的門票,是靠著不斷的練習、找到問題、解決問題,努力進步才有的成果。


2.吳同學分享
「我們希望可以在國際舞台上發光發熱,所以不斷地練習,不論是假日或平日、雨天或晴天,甚至放棄了畢業旅行,別人在享樂時,我們在做機器人,但我們從來不覺得累,為了自己喜愛的事物而努力是一件很快樂的事。雖然2014年在俄羅斯索契的WRO世界賽中鎩羽而歸,但我們仍繼續堅持下去,期待下一場機器人競賽的到來。」

「經過這幾年的歷練磨合,我們團隊之間的默契也越來越好了,雖然有時候還是會吵架。上次因一名之差,我們與世界賽無緣,所以我們發憤圖強每天認真練習,從每次的比賽中我們都在進步,從完全不會到可以代表國家去國外比賽,從家長幫忙到完全自己做,從需要教練幫忙翻譯才敢和外國人說話到自己主動和外國人對話,對我們來說真的收穫非常多。」


圖3. 吳同學及其團隊獲獎合影        

3.林同學分享
「在2015WRO決賽裡我不只完成了我的夢想,也上了⼀堂震撼教育的課,發現我是個井底之蛙,原來⼈外有⼈天外有天。」

「因為我在程式技巧上如此的不⾜,所以在拿到世界賽的資格之後我開始踏出舒適圈,探索外面的世界,去發現⼤家是如何寫程式,有什麼東西是我不知道的,開始增進自⼰的實⼒,⽽不再原地踏步,開始面對自⼰不⾜的地⽅。拿到世界賽的資格後開始有機會跟其他晉級世界賽的隊伍做交流,互相討論比賽策略、程式技巧、路徑規劃、SR題型,學到了P循跡如何撰寫,其中的含意是什麼,為什麼速度可以跑那麼快,⽅塊為什麼可以放那麼準,學到許多技巧,到世界賽後更是開了眼界。」

「回來之後為了為了讓自⼰更加進步,開始慢慢嘗試機構設計,在以前我的組裝非常地不在⾏,只喜歡寫程式,非常排斥設計車⼦,但從世界賽回來之後發現⼈外有⼈天外有天,我不能⼀直原地踏步,除了程式⽅面多多的與⼈請教外,在機構⽅面我應該也要突破自⼰,嘗試看看,雖爬得越⾼,跌得越重;付出越多,結果越是刻骨銘⼼;;因為過程精彩,所以結局燦爛; 因為堅持,所以成功。這⼀路崎嶇不平,讓⼈無法忘懷。從⼀開始2010的懵懵懂懂地參加第⼀場比賽,開啟了不平凡的WRO⽣涯,因為夢想,所以我努⼒不懈,全⼼全意甚⾄⾛⽕⼊魔的去實踐,也因為這樣我在2014跌了好⼤⼀跤,好痛好痛,痛到快要放棄,也崩潰了,也因為跌了這⼀跤,才讓我WRO⽣涯變得無比精彩、刻骨銘⼼,讓⼀切變得不是理所當然,也因為我的不放棄,造就了2015夢想的實現,也因為2014跌的那⼀跤,讓夢想實現時顯得更加珍貴並更加珍惜,因為2015的夢想實現,讓我發現自⼰有多麽的不⾜,開始精進自⼰。」


圖4. 林同學及其團隊參加國際奧林匹亞機器人大賽        


 四面八方的鼓勵及建議,玉山機器人辦理活動將精益求精


台灣玉山機器人協會自2006年起,已經辦理了13年的機器人比賽活動,協會盡力提供最好的品質、舞台和機會,給這群喜歡機器人並努力鍛鍊自己的選手,以及支持著他們的教練、老師、家長與親友。每場比賽對參賽選手及背後支持他們的力量來說都非常不容易,而台灣玉山機器人協會將努力提供公平、公正、良好的比賽環境,並替選手們爭取更多機會與資源,讓他們有盡情發揮的舞台與進步的動力,也讓臺灣的隊伍有站上國際舞台的機會,這是該協會一直秉持的原則與信念。每場比賽都需要花費大量的時間、金錢與人力,但有了參賽選手、老師和家長的支持,台灣玉山機器人協會在有限的資源下努力走到今日,將這些機器人比賽分享給更多人知道,讓臺灣學子知道除了學校書本,也可以透過玩機器人開發出自己的能力與潛力。


圖5. 2018 WRO世界機器人比賽參賽隊伍合影        

 參考文獻
台灣玉山機器人協會(2019)。台灣玉山機器人協會。
林郁傑(2019)。我與WRO。台灣玉山機器人徵文活動。
Alan (2019)。機器人競賽伴隨吳家女兒初長成。台灣玉山機器人徵文活動。
Bonnie (2019)。台灣玉山機器人協會與我的機器人之路。台灣玉山機器人徵文活動。
En.wikipedia.org. (2019). FIRST Robotics Competition.
FIRST. (2019). FIRST Robotics Competition.
World Robot Olympiad Association. (2019). Home.




台灣玉山機器人協會團隊

謝宣而
國立臺灣師範大學科技應用與人力資源發展學系研究生