任务一 智能鼠的起源

一、智能鼠的起源

1938年,美国密歇根州的数学家香农(Claude Elwood Shannon)完成了《继电器和开关电路的符号分析》的论文。由于布尔代数只有0和1,恰好与二进制对应,香农将它运用于以脉冲方式处理信息的继电器开关,从理论到技术彻底改变了数字电路的设计方向,因此,这篇论文在现代数字计算机史上具有划时代的意义。

1948年,香农又发表了一篇至今还在闪烁光芒的论文——《通信的数学理论》,从而给自己赢得了“信息论之父”的桂冠。

1956年,他参与发起了达特默斯人工智能会议,成为这一新学科的开山鼻祖之一。他不仅率先把人工智能运用于计算机下棋方面,而且还发明了一个能自动穿越迷宫的“智能鼠”,以此证明计算机可以通过学习提高智能。

二、智能鼠的国际发展历程

1972年,《机械设计》杂志发起了一场竞赛。在竞赛中,仅由捕鼠器弹簧驱动的机械鼠,不停地与其他参赛鼠竞赛,以判断哪个机械鼠能够沿着跑道跑出最长的距离。

1977年,IEEE Spectrum杂志提出智能鼠的观念。智能鼠是一个小型的由微处理器控制的机器人车辆,在复杂迷宫中具有译码和导航的功能和能力。

1979年,电气电子工程师学会(IEEE)通过其Spectrum and Computer杂志发起了一场智能鼠竞赛,奖励能够在最短时间内自主走出迷宫的智能鼠的设计者1000美元。

1980年,东京举办了首场全日本Micromouse国际公开赛,之后,又有多个比赛被创办,如:1980年英国智能鼠大赛,1987年新加坡举办了第一届新加坡Micromouse竞赛和2007年中国计算机学会举办的首场IEEE国际标准Micromouse走迷宫竞赛等,如图1-1-1所示。

图1-1-1 智能鼠国际发展

从最初1972年的机械电子鼠发展到现在的智能鼠,经过了40多年沧海桑田的蜕变,参加竞赛的选手从开始仅限于哈佛大学、麻省理工学院等世界知名学府的研究生,发展到从研究型大学到应用技术大学再到职业院校的学生,甚至是中小学生。多教育层面都采纳了智能鼠为教学载体,培养学生们的工程素养以及科技创新意识、动手设计能力。

各类智能鼠竞赛也如雨后春笋般蓬勃发展。目前智能鼠竞赛已经成为应用于不同教育阶段的国际创新型学生竞赛。

三、智能鼠的中国发展历程

从2007年至今,智能鼠在中国经历了十余年的发展历程,如图1-1-2所示。2007年天津启诚伟业科技有限公司将这项国际赛事引进天津,以中国先进的教育模式“工程实践创新项目”为核心理念,对智能鼠走迷宫竞赛进行本土化创新改革,助力智能鼠竞赛在中国的蓬勃开展,对于智能鼠技术走进课堂融入教学起到关键性的引领作用。

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中国智能鼠发展

图1-1-2 智能鼠在中国的发展

竞赛对于满足产业优化升级,开阔国际视野,掌握实践与创新经验,培养高技术、高技能人才,起到了引领推动作用(见图1-1-3)。智能鼠在中国从大学生竞赛到职业院校大赛,再到普职融通国际挑战赛,积累了丰富的竞赛经验和优秀的技术积淀。

图1-1-3 竞赛纪实照片

十余年来,中国的智能鼠竞赛不断创新国际发展新思路,从最初的“简单模仿”学习,发展到目前的“互学互鉴”,逐步搭建起国际交流合作的新平台,先后经历了学习借鉴、蜕变升华和引领辐射三个阶段。

首先是学习借鉴:2015年天津大学生代表队征战美国第30届APEC世界Micromouse竞赛(见图1-1-4),取得了世界第六的好成绩。2017年至2018年,天津启诚伟业科技有限公司全额资助了在天津大学生智能鼠竞赛上获得企业命题赛冠军队,到日本东京参加第38届和第39届全日本Micromouse国际公开赛(见图1-1-5),学习借鉴国际智能鼠先进技术,结识众多智能鼠业界专家教授,对中国智能鼠技术的发展与提升起到推动的作用。

接着是蜕变升华:智能鼠大赛在中国进行本土化创新改革,设计了一系列从易到难的启诚智能鼠教学平台,满足“中、高、本、硕”不同学习阶段学生学习应用。从2016年开始先后邀请美国麻省理工学院的David Otten教授、中国台湾龙华科技大学苏景晖教授、新加坡義安理工学院黄明吉教授、英国伯明翰城市大学Peter Harrison教授、日本智能鼠国际公开赛组委会秘书长中川友纪子先生等智能鼠专家和来自泰国、印度、印尼、巴基斯坦、柬埔寨等国际“鲁班工坊”师生,以及来自中国天津、北京、河南、河北等国内省市精英级代表队,先后加盟中国IEEE智能鼠走迷宫国际邀请赛(见图1-1-6、见图1-1-7)。国际选手通过参加中国比赛,对中国竞赛标准、竞赛规则、竞赛模式和竞赛理念有了更深层次的了解和认同,从而切实推动了国际化的交流与合作,达到“互学互鉴”的目的。

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学习借鉴(美国APEC)

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蜕变升华(第一届IEEE)

图1-1-4 中国天津代表队远征美国参加国际大赛

图1-1-5 中国天津代表队远赴日本参加国际大赛

图1-1-6 第三届IEEE智能鼠走迷宫国际邀请赛

图1-1-7 “启诚杯”第四届IEEE智能鼠走迷宫国际邀请赛

最后是引领辐射:教育对外开放是我国改革开放事业的重要组成部分,随着“一带一路”倡议的推进,2016年以来在中国教育部指导下,先后启动了海外鲁班工坊国际项目,智能鼠作为中国优秀的教育装备,伴随着鲁班工坊走出国门与世界分享。从2016年至今,启诚智能鼠来到泰国、印度、印尼、巴基斯坦、柬埔寨、尼日利亚、埃及等海外国家,免费开展智能鼠竞赛的推广和课程培训,受到了沿线国家师生的一致青睐(见图1-1-8~图1-1-13)。智能鼠成为连接世界的纽带与桥梁!

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引领辐射(印度鲁班)

图1-1-8 印度鲁班工坊开展智能鼠培训课程

图1-1-9 2016年泰国鲁班工坊开展智能鼠培训课程

图1-1-10 2017年印尼鲁班工坊开展智能鼠培训课程

图1-1-11 2018年巴基斯坦鲁班工坊开展智能鼠培训课程

图1-1-12 2018年柬埔寨鲁班工坊开展智能鼠培训课程

图1-1-13 2020年埃及鲁班工坊开展智能鼠培训课程