【編者按】第48屆世界技能大賽即將拉開序幕，大賽新增軌道車輛技術、無人機系統、智慧安防技術、軟體測試、數字互動媒體設計、口腔修復工藝技術、零售等7個比賽專案科技。這些專案緊跟產業前沿，直接反映了數字化、智慧化和綠色化的科技和產業發展趨勢。不僅如此，傳統賽項也進行智慧化升級，增添了不少“科技味”。解放日報·上觀新聞今起推出“世賽裡的科技範”欄目，帶大家瞭解這些科技在未來會有哪些應用場景？未來和這些科技相關的產業需要什麼樣的技能人才？
9月22日，第48屆世界技能大賽 將在上海開幕科技。這項全球規模最大、影響力最廣泛的技能賽事，不僅比拼烹飪、健康和社會照護、酒店接待等傳統技能，也比拼軟體測試、自主移動機器人、無人機系統等科技含量很高的競賽專案。後一類專案有哪些看點？其技術難點在哪裡？對相關技能從業者提出什麼要求？記者採訪了多位行業專家。
無人機飛手要具備綜合性技能
第48屆世賽專案分為運輸與物流、結構與建築技術、製造與工程技術、資訊與通訊技術、創意藝術與時尚、社會與個人服務六大類，前四類都包含一批科技含量很高的專案科技。
以本屆世賽新增的專案為例，智慧安防技術專案順應了智慧城市建設這一國際趨勢，高畫質監控、人工智慧影像識別、智慧感測等技術正在深度融入公共安全、城市治理場景，對兼具安防工程實施與智慧技術應用能力的複合型人才需求激增；無人機系統專案順應了低空經濟行業進入高速增長期的需求，農業植保、環境監測、災難救援、基礎設施巡檢、物流配送……越來越多的無人機應用場景，對從業人員技能要求日益提高科技。
“無人機飛手要具備綜合性職業技能，以應對各種突發情況科技。”玄風航空基地（上海市人社局航拍無人機駕駛員考評點）相關負責人王彩茹說。據瞭解，世賽無人機系統專案為單人參賽，選手須具備5種能力：一是看懂英文技術資料；二是組裝與維修：熟練拆裝機械結構、電子電路和感測器，使用工具檢測故障，並完成SMD（表面貼裝器件）焊接與元件更換；三是除錯與排故：除錯飛控、遙控器、GPS、電機、電子調速器並完成各項校準，遇飛行異常情況能快速定位問題；四是軟體程式設計與自主飛行：編寫程式碼實現自主飛行，完成避障、目標識別等任務；五是任務規劃與實操飛行：根據測繪、搜救等實際場景規劃最優路徑，在手動與自主模式間靈活切換。
除了飛手能力，無人機軟硬體的技術效能也很重要科技。近年來，人工智慧演算法加速應用於無人機飛控系統，即便丟失遙控訊號，機載AI也能結合感測器，規劃出返航路徑，顯著降低了“炸機”風險。
軟體測試工程師要與AI“分工”
軟體測試也是本屆世賽的新增專案科技。往屆世賽已有軟體應用開發專案，為何還要增設軟體測試？上海計算機軟體技術開發中心主任、《軟體測試導論》作者蔡立志介紹，在軟體工程領域，開發和測試是兩個不同的崗位，這種專業分工有利於破除開發者“自我糾錯”的心理障礙和思維定勢，找到更多Bug（程式故障和缺陷）。“Bug的原意是小蟲子。上世紀40年代，美國一臺老式計算機的繼電器在閉合瞬間，飛入一隻小蟲，導致計算機執行出錯，技術人員把它記錄為Bug。從此以後，Bug就有了程式故障和缺陷的意思。”蔡立志講了一段典故。
軟體測試技術可分為黑盒測試、白盒測試、灰盒測試三類科技。所謂黑盒測試，是把程式看作一個不能開啟的黑盒，在完全不考慮程式內部結構和內部特性的情況下，在程式介面進行測試，只檢查程式能否按照軟體規格說明書的規定正常使用，能否接收輸入資料並輸出正確的資訊。與之相反，白盒測試要求工程師全面瞭解程式內部邏輯結構，並對所有邏輯路徑進行測試。灰盒測試介於兩者之間，多用於整合測試階段，不僅關注輸出資訊的正確性，也關注程式內部情況。
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蔡立志指出：“優秀的軟體測試工程師不僅要掌握這三類技術，還要理解相關行業的業務邏輯，把測試技術與業務邏輯結合在一起科技。”比如，要測試一款保險產品軟體，工程師應對保險業務有比較深入的瞭解，這樣才能有針對性地測試，找到更多Bug。
如今，人工智慧已從軟體測試工程師的簡單工具升級為合作伙伴，工程師可呼叫多個智慧體，讓它們自主進行測試科技。第48屆世界技能大賽中國集訓基地的訓練體系中，已引入AI測試工具，輔助選手訓練。蔡立志認為，在這一技術發展背景下，軟體測試工程師更要加強學習相關行業知識，形成跨行業跨領域知識運用能力，從而與人工智慧形成“分工”，讓智慧體完成重複性工作，工程師則從更宏觀的行業視角分析軟體可能存在的問題。
自主移動機器人面臨哪些挑戰
移動機器人作為世賽傳統專案，在第47屆世界技能大賽更名為“自主移動機器人”，中國隊在這一專案上已實現“三連冠”科技。
第47屆世賽的自主移動機器人專案以農業機器人為原型，要求選手完成“果蔬採摘機器人的設計與除錯”和“播種機器人設計與除錯”兩項任務，涉及設計、原型製作、導航定位、視覺識別、環境互動、測試排故等全流程考核科技。
研發自主移動農業機器人面臨哪些技術挑戰？復旦大學上海市多模態具身智慧重點實驗室副主任商慧亮有發言權，他帶領團隊研發的番茄採摘機器人、花卉採摘機器人正在上海崇明和廣西橫州示範執行科技。他告訴記者，與工業機器人相比，農業機器人的工作環境更復雜，給環境感知技術帶來了挑戰。第二大技術挑戰是目標識別，農作物的大小、形狀、位置都不盡相同，這就要求機器人的視覺識別演算法更智慧化。第三大技術挑戰是機器人形態的環境適應性，研發人員要根據不同的地形特徵，設計與之適應的機器人形態，如輪式、履帶式、雙足等。
自主移動機器人專案為雙人參賽，對選手的綜合能力要求非常高：一是具備機械設計與製造能力，能設計並搭建穩固的機器人底盤和高效的抓取裝置；二是掌握電子電路與感測器技術，能完成整機裝配、系統除錯與故障排查；三是精通計算機程式設計，能編寫程式碼實現機器人的自主導航、避障與視覺識別；四是具備良好的團隊協作能力；五是具備很強的臨場應變能力，因為賽場設有“動態未知任務”，比賽開始後才公佈科技。
從蔬果採摘到工廠巡檢，從酒店送餐到醫療配送，自主移動機器人正在走進我們的工作與生活科技。“隨著世界模型技術發展，這種機器人的智慧水平將出現質的飛躍。”商慧亮說。世界模型是智慧體對外部環境建立的內部表徵模型，用來預測環境未來狀態、事物變化與互動結果，相當於AI對物理世界的“虛擬模擬器”。未來，世賽的自主移動機器人專案可能會引入世界模型，讓各國選手的比拼進入更高層次。
