[閒聊] 2019機器人技能競賽、工科技藝競賽遙控回合爭議

  原先想用『分區賽裁判「養、套、殺」,偏鄉選手權益受損!』這樣駭人的標題來寫這篇文章,希望可以引起更多人的關注,但是這樣一來就跟常用標題殺人的新聞記者一樣,也很容易讓文章在一片漫罵聲後就漸漸沉下去(OS:只要有點閱率誰在乎?),為了維持文章的公正客觀,最後決定還是用這樣修飾過後的標題和口吻好一些。其實寫這樣的文章很不帶勁,因為罵得太兇也不行,寫的太平淡又沒什麼用,所以即使像是去年全國賽、工科賽的事件,John也沒下海做評斷或寫文章,絕對不是藉口拖稿(無誤),但是沒說也被當成有做,那又是另一回事

  John以前常常對參加WRO的教練和學生說,比賽就是這個樣子,我們只能保證以前在玉山機器人協會辦的分區賽、全國賽,絕對世界公平、公正、公開,也夠嚴謹,雖然有一點概率還是會不小心記錯分數,但一定會承認,再跟你道歉、幫你更正,絕不河蟹。可是你到了其它國家去參加世界賽,還是什麼屁保證都沒有,靠的還是選手自己的實力遠超過那些「地主優勢」、「夢到題目」、「裁判自己人」的其它國家競爭者,才有可能勝出。─ 是不是覺得正面積極?(無誤)

  但是年年要求教練和選手的內心跟實力都成長到這個高度是一回事,整個國家辦的比賽大環境,軟、硬體和部分工作人員,甚至連部分裁判都屢秀下限,這又是另一回事了…

今年到底發生什麼事呢?

  今年的中區初賽因為該分區的裁判、裁判長、裁判助理、技術顧問(一直不懂這個職務的具體功能是什麼)均沒有出席「108初賽說明會」,導致認知與選手不同,說明會直播影片中<註1>(1:02:57)總裁判長(以「總」裁判長代表台灣技能競賽的裁判長,和以下各分區賽「裁判長」做為區隔)針對學生提問是否可以在「遙控回合」以自主的方式移動,答覆「(前略)都講過了,假裝一下我也不知道你在遙控什麼。」在場所有人應該都會同意/認為「只要有假裝遙控,機器人就能自主移動」。雖然處理的不是很細膩,但我也不覺得有什麼問題,遊戲規則就是講清楚說明白就好

技能競賽全國賽裁判長清楚答覆遙控回合使用自主式移動是否允許

  可是來自苗栗同一間學校的學生們,因為說明會總裁判長的答覆,擬定了在遙控回合讓機器人自主移動的策略(當然也有包含「假裝遙控」的演示),卻在比賽當天被分區的裁判長否定,甚至在比賽進行中被要求「放下遙桿」,然後再給予「不計分」的懲罰(因為放下遙桿後機器人仍在移動,裁判認定不是遙控)。還好這些被給予零分懲罰的隊伍,第二天的表現依然亮眼(或者說其他隊的自主任務完成度不高),自主回合能拿到九成以上分數的優勢整體還是略高過第一天被判零分被拉開的差距,加總後這些隊伍大多還是晉級八月的全國賽,抗議陳情也就不了了之。

  先聲明其實John一直都『不偏好』以全自主的方式進行遙控回合,因為「全自主」本身就違背了題目初衷(那還叫遙控回合做什麼?)。但其實「遙控回合」能不能「自主」根本就是假議題,讓我來為各位解說。

引用techopedia上自主機器人 Autonomous Robot 的定義(個人覺得解釋得比wiki好)

“An autonomous robot is a robot that is designed and engineered to deal with its environment on its own, and work for extended periods of time without human intervention. Autonomous robots often have sophisticated features that can help them to understand their physical environment and automate parts of their maintenance and direction that used to be done by human hands."

  簡單的說就是自主機器人能在一段時間「不靠人工」而能「適應環境」、「完成任務」(相較非自主機器人通常是需要人手操作),所以在「正常」的情況下,全自主機器人解題的難度是高於遙控機器人的,理論上不應該會有遙控回合能不能以「全自主」完成任務的議題存在,

因為這就像你不會問老師open book的時候能不能不要看書考試…

這種機器人比賽,你會想要用全自主跟遙控一決勝負?

問題在於任務太簡單

  自從2017年的世界賽導入了「視線外遙控」的回合,我認為是模擬救災機器人的概念,讓選手設計一個遠端機器人,能在未知環境下完成任務。2018年工科賽的裁判長(和技能競賽總裁判長同一人),順應潮流也將遙控回合加入比賽之中,還融合了「技能競賽」和另一大賽事「FIRST」的模式,立意良善,但沒能考慮周詳有點小遺憾。

  2017的世界賽,機器人要夾的物件撞球有純色花色的分別,又是隨機散落在整個場地上,場地上的必經途徑(廊道)有不易從視線外的鏡頭上看出來的透明壓克力隔板當作障礙,還有非常不利機器人移動的沙坑(撞球也有可能在沙坑內),這幾個元素就讓自主程式難上加難,因為「要前往目標的路徑沒辦法固定」、「球不夾起來到固定距離,視覺程式很難確定是不是花色或純色」這些都會導致「遙控比自主容易拿分」,所以也沒有人在遙控回合讓機器「全自主」,大約是同樣任務,遙控每隊都能滿分,全自主都做不完一半的概念。

2017世界賽@阿布達比,一樣的任務,大部分隊伍自主做不到遙控的1/3

  但這題實在太難,難到一般人都只會重視除了自主以外的任務,因為自主回合的實力培養曠日費時,就算有進步,現場還不一定能完全發揮。但不考慮自主任務,那也就失去了出題的意義了,所以2019年世界賽的題目優化了不少,會移動的物件(高爾夫球)有固定的區域(機器人不需要大規模搜尋),球需要先拿起來再放入棧板,再將棧板搬到指定的工作區,路線有上下坡。嚴格說起來自主還是佔了便宜,但其實世界賽有七個場地範例,只要下場前不讓選手知道場地是哪一個,我相信沒有人敢用自全主程式進行比賽。不過台灣在分區賽又簡化的太多(尤其是行走路線上),導致假議題變成真問題。(可以參考John今年一月至北京交流的照片,沒錯就是2019年一月,中國就用還沒比的世賽題目在選拔2021新秀跟決定最後要參加今年世界賽的國手)

  那為什麼國內的比賽這麼多人想要以自主的方式進行遙控回合呢?2018年的工科賽,裁判長訂下的遊戲規則是「先自主2分鐘,再緊接著遙控2分鐘」,這種模式是參考FIRST的競賽來的,但FTC是先自主30秒,緊接著遙控2分鐘;FRC是自主15秒,遙控2分15秒。除了遙控/自主回合時間的比例有很大的差異,兩個回合的得分項目也不同,分數是分開計再相加,程式也是獨立的兩支,一個回合完了之後,選手可以幫機器人再重新執行另一支程式(機器人仍在上一回合結束時候的位置),更別提FIRST底下FTC比賽是 2 vs 2,FRC的比賽是 3 vs 3,整個比賽過程中都免不了、也允許碰撞發生。這種情況下還要自主會是一場災難,所以經常有人放棄自主回合,或是在自主時間只是將機器人移動到有利遙控回合開始的位置,好幾年前John去美國看FRC總決賽的時候,自主時間還跟FTC一樣有30秒,還是有人30秒除了移動到有利位置外,什麼也不做,免得發生不可預期的結果,像是把得分物件撞散,碰到不該碰的區域…等,為了比賽的可看性,大會從善如流,將自主時間從30秒降為15秒。當然也有神隊伍在15秒就做了很多任務,但全世界可能就這麼一兩隊…

即使是FTC世界賽的冠軍戰,前30秒的自主回合機器人也只是執行一些簡單的安全任務,避免碰撞

  但工科賽是結果論,沒有像FIRST分開計分,所以2分鐘的自主時間沒做完的任務,可以後2分鐘再來補做,如果你的機器夠利害,只用2分鐘的遙控把所有的任務都做完也可以!反過來如果你夠有信心,也可以在遙控回合繼續自主任務,因為路線都是固定的,讓機器人事先做好路徑規劃的移動肯定是比遙控來的順手和省時些。最後就造成比賽當天大家看到的結果,很有經驗的選手,全自主就很快速的完成了所有的任務,幾乎沒有人是又自主又遙控的,再來還有拿到名次的隊伍,幾乎都只能遙控解題,更慘的事因為主辦單位沒有好好的規範/教學如何從自主回合轉遙控回合,導致有些選手擔心因為只能啟動程式一次,如果發生意外,可能無法順利從自主切換成遙控,索性放棄自主,只求順利遙控拿到一些分數(其實還有可能拿到金手獎)。雖然這些都是策略,但卻是身為教育者的我們不樂見的。

「2018工科賽」有經驗的參賽者,在自主的兩分鐘後,只再多用了約30秒(當然也是有被允許的假遙控真自主),就完成了所有的任務

為什麼要抗議

  君毅中學林主任說:「平心而論,假設你是家長,假設你是老師(教練),我今天如果沒有出來為他們(說話)…我真的當不下(去)老師;我們的孩子跪在那裡,他們沒日沒夜的在練習,但是就因為您的一句話(對規則誤解),真的很影響到他們。」

君毅中學林主任替學生發聲

先舉幾個例子:

  1. 機器人出發後沒有人為介入完成所有任務。我們稱為「全自主」,沒爭議
  2. 機器人出發後,人按一個遙控上的按鍵,完成所有任務。稱為?
  3. 程式將機器人所有任務分為五段,人每按一次走一段。稱為?
  4. 機器人夾、放物件使用各一個遙桿按鈕,按一下就降下手臂夾住物件再升上來;再按一下就降下手臂放開物件再升上來。稱為?

  相信不用再往下寫,大家就知道定義「半自主」的困難,按一個鍵手臂就自己下降夾住算半自主,那為什麼不能按一個鍵輪子上的馬達跑一段距離呢?難到要像航模賽一樣,遙桿都只能送出PWM訊號才算純遙控嗎?

主辦給了陳情時間,卻無視選手清楚明白的訴求

  其實總裁判長已經在說明會把規則講的很簡單,為什麼只有三個分區賽的台灣實行起來這麼困難?到底是誰的問題呢?真的是為了比賽每天辛苦留校練習的選手想在遙控回合跑全自主的態度不對?還是發生狀況當下沒有像WRO某些職業教練馬上翻臉抗議的學校老師不對?還是其它也「半自主」但沒有被裁判抓包,卻也沒有聲援的這些「敵軍」的選手不對呢?裁判跟工作人員甚至技術顧問,是真的都沒經驗,還是多年來都是這樣得過且過呢?

技術顧問、裁判助理、裁判、裁判長、裁判、裁判(由左至右),
對於第二回合後「無法遙控」的機器人,公正地皆給予不計分處置

「別人的囝死袂了」&「先檢討被害人心理」

  今天我是裁判、工作人員、技術顧問,為了少數隊伍的權益,我要承認錯誤、要重賽重計分,可能會受到其它多數隊伍的壓力(也想重賽),還不如「否認到底」、「轉移焦點」,畢竟得罪一隊要比得罪其它全部隊伍來的輕鬆;同樣的道理,其它的教練、選手,甚至其它裁判當然也是相同心態,「反正不是我中箭,我何必替人持靶心?」「為什麼其它人都沒異議,就你們這些人問題特別多?」我挺這些少數人,可能還要得罪更多人。台灣人就是因為太多事情都不影響自身的權益而選擇噤聲,才讓少部分的路霸、奧客、甚至罪犯,得了便宜還賣乖,惡人還能先告狀,也才有這麼多恐龍法官/裁判、恐龍代表/政客,不是嗎?

只會抱怨,有解決辦法?

  不只一次我們在「說明會」、「裁判教練會議」中根據經驗提出各種方式,讓比賽的爭議盡量減少,但可能礙於身份或其它因素未能被採納。像是視線外遙控回合如何以規則避免選手採用全自主方式進行。

  其實只要讓機器人在出發前沒辦法確定自己會在哪就好了,哪怕只是簡單的起始位置三選一,或是要夾的工件個數不確定,要看的條碼座標不知道,機器人就沒辦法用全自主的方式把任務完成,也不用鑽牛角尖在想如何定義所謂半自動、全遙控了。哪怕很多選手最大的考量是現場無線的干擾,就算主辦永遠都說「不是場地問題,只能柔性勸導」,選手還是會乖乖遙控。

  至於工科賽,只要遙控和自主的任務分開計算,把握上面原則,而不是用合在一起不停表的結果論來便宜行事,相信不管題目難易,都不會有人再用自主/遙控「潵尿牛丸」的方式來解題。

當然最重要的,還是裁判、工作人員、顧問、教練和選手的素質養成,否則一切都到位,還是有可能出現「三、二、一、開始」喊成「一、二、三、開始」而且一拍拉得比一拍還長的裁判,也有可能有要你打勾你劃○的記分員,跟再把○當成0的計分員;更有可能出現大會時間倒數「三、二、一」結果不是說「(比賽)時間到」,而是說「三、二、一,還有一分鐘」這種讓人吐血,已經按了緊急停止卻沒辦法重賽的荒唐。檢討會中提的全體工作人員都應該參與說明會/教練會議,當然也是個好方法,但我懷疑是否能落實,畢竟裁判團裡也有曾經擔任過「假遙控始祖」教練的學校老師,顯然也未能為少數人的權益發聲。

  說歸說、罵歸罵,還是期待這一篇文章不是讓大家找戰犯,不是得了便宜還賣乖(君毅中學最後還是拿了中區第二、三、四名),而是想拋磚引玉,做一個好的示範,也希望讓主辦和參與者都一起反思、成長,讓更多人有意願繼續參與這麼一個有意義的活動。

但是,不服要來戰,也可以(只要我有空),我是John

<註1> 說明會的直播影片,詳見:https://www.facebook.com/JohnsWscNote/videos/150983855835522/
<註2> 獻給所有曾經用力出聲的教練、日以繼夜的學生,及勇於認錯的工作人員們

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