2022年丘成桐中学科学奖报名全面开放,丘成桐计算机竞赛领域备赛指南!

2022年丘成桐中学科学奖报名,已于4月15日全面开放,加之今年丘奖报名向后延迟一个月,报名之后开始备赛的同学,提交论文时间与往年相比也会缩短一个月。今天重点讲讲丘成桐计算机竞赛领域备赛指南!
这就意味着很多同学会在报名之前就早早地开始备赛,竞赛压力增大,竞争愈发激烈,想要从各路参赛者中脱颖而出的难度也增加。
而且在丘成桐竞赛中,计算机奖作为其中一个大类,不仅是近些年的前沿方向,也是未来学术深造与择业的良好选择,备受大家关注。
那么如何有效备赛冲刺计算机奖项呢?为大家提供专业的备赛参考指南。
今天给大家带来的计算机专场选题解析,将从以下几点为大家解疑答惑:
丘奖的计算机竞赛是什么?评审标准有哪些?研究课题怎么选择?备赛需要注意的问题?

1  竞赛信息

想要认真备赛冲击奖项,对于丘成桐竞赛的基本信息了解不可少。计算机奖项是丘奖的一大部分,如下是对丘奖以及计算机奖的简短介绍,希望可以帮助同学们更透彻的了解赛事:
丘成桐中学生科学奖
丘成桐中学科学奖由中国著名数学大师丘成桐先生于2008年为全球华人中学生设立。原先仅数学一类奖项,如今历经十几年,已发展出:数学、物理、化学、生物、计算机、经济金融建模六大学科为基础的中学生科研创新能力培养模式。
丘成桐计算机奖
丘成桐计算机奖以计算机为核心,鼓励参赛者探讨计算机领域的交叉学科与层出不穷的前沿技术,不断推进计算机科学的发展,发现和培养有前途的计算机领域人才。

2  评审标准

丘成桐中学科学奖致力于为所有选手提供公平公正的参赛环境。所有评委根据系列标准准确评估每项参赛作品,为大家选取了4点最重要的部分(以下标准信息来自官方网站):
学科相关性:
研究课题可以是所有计算机科学与技术领域内的问题,既可以是基础理论的研究,也可以是技术问题的探索。
选题重要性:
研究课题具有足够的理论意义、技术创新和实用价值,结果能对计算机科学与技术领域中某一方向的发展产生一定影响。
理论或技术的原创性和先进性:
研究问题定义清晰明确,选题或者为原创性科学问题,或者是针对已有问题的创新性改进且结果具有较大提升;相关工作阐述明确,理论或算法推导详实清晰,具有完备的理论证明或算法实现。
结果正确性:
研究课题应提供详尽的实验结果和讨论;建议提交视频、可执行程序包、源代码等资料进行真实性证明。
从官方的评审标准可以清晰看到研究课题的重要性。然而,在计算机科学这个庞大的学科体系里,什么样的课题是既贴合我们高中生身份,又是能够达到丘赛创新要求的呢?

3 研究课题选择分析

就往年获奖课题选择进行回顾,在选题上给出下列分析:“综合看来,丘成桐奖计算机课题主要可以分为以下四类,分别为:机器学习类、算法提升类、控制优化类、实际应用类。”
接下来我们将针对这4个类别进行逐一分析
1 机器学习类
我们将机器学习类又细分为两个类别,即从类型与应用方向来讲:
从类型上来讲:包括监督学习,无监督学习,半监督学习和强化学习。
从应用方向上来讲:包括计算机视觉,自然语言处理等。整体而言,鉴于难度水平和技术的成熟性,半监督学习和强化学习以及计算机视觉有关的课题较多。
Example
例如,2020年亚洲赛区银奖“Combating COVID-19: Digital Wearable Solution for Social Distancing using Artificial Intelligence”(抗击COVID-19:使用人工智能实现社交距离的数字可穿戴解决方案)。
※ 人工智能和可穿戴设备是当今两大热点领域,此选题将二者的结合,拓展人工智能的应用领域,增强可穿戴设备的功能,助力可穿戴设备的发展。
2 算法提升类
对于高中生而言,完全提出一个全新的可以改变现有成熟结构的算法是基本不可能的,但是,在导师的指引下,学生是有能力对于某一个特定算法在一定的场景下完成修改以及提升的。
我们在过往的丘成桐比赛中,见到了大量的算法提升类的论文,这些论文往往能够触及到计算机最底层的设计与逻辑,能够从根本上改变某一个问题的解决方式。
Example
事实上,最近三年的丘成桐计算机金奖有两年颁发给了算法类的作品。
其中一年(2019)是和图像压缩算法有关,
另一年(2021)是和并行计算有关。论文题目:“Efficient Algorithm for Parallel Bi-core Decomposition”(并行双核分解的高效算法)。
3 控制优化类
控制(Control)和优化(Optimization)更多的属于传统意义上电气工程方向,其实际应用的场景也极为广泛。但目前由于机器学习的冲击,很多传统的控制优化问题都可以转化为机器学习的问题进行求解。在丘赛中,由于高中生对于机器人,无人车等相关设备来源于天性的兴趣,控制优化的问题也就经常集中在和这些设备有关的地方。
Example
这一方向的课题在反复参赛的基础上,最好的名次是银奖(2021 年来自山东省实验中学学生,其 2020 年已用同一课题参赛)。
论文题目:“Optimal scheduling and path planning of multiple robots for disinfection in isolation areas“(隔离区多机器人消毒最优调度与路径规划)。
4 实际应用类
我们从往年的比赛中发现有一部分的学生会通过计算机编程来独立解决一些实际问题。这一类型的课题往往不会涉及太前沿的技术,但因为其有趣性和实用性,也能够得到部分评委的赞同和欣赏。
这一部分的内容并不涉及到机器学习的算法,而是通过一些人为的判定和限制对于复杂的问题进行求解。由于不涉及到机器学习的使用和算法的创新,这一部分的作品相对而言比较少,如果能够入围,大多是因为算法应用的严谨与解决问题的可操作性。
Example
举例来说,2020 年来自上海莘城学校的余同学就凭借“基于 ScratchPI 和云计算的老年人语音交互监控系统”这一作品得到了优胜奖。
ScratchPI 是一种针对小学生乃至学龄前的小朋友的编程语言,而该论文用这种语言和一个已有的云平台,实现了对于老年人进行语音交互监控的目的。

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4  备赛建议

通过对于往届获奖情况的分析,我们可知从整体而言,近些年来丘成桐奖计算机类的课题都集中在上述四个大的方向上,那么在备赛中我们需要注意些什么呢?提出了如下几点建议:
充分考虑计算机学科本身的特点:
计算机类参赛作品与其他学科不同的地方,在于技术的先进性与选题的重要性这两个方面,因此建议各位参赛者们在选题时可以对这两方面多加留意。
不打无准备的仗:
备赛尽量是越早开始准备越好,开始的早就意味着可以为后续项目修改、答辩模拟等预留出更充足的时间,想要拥有好成绩,切不可临时抱佛脚!
切忌盲目跟风:
很多同学在收集资料的过程中肯定也查阅到许多前沿学科的热点。提醒大家,热门的方向适合他人,不一定就适合你!以及还要考虑自己身边的资源是否能够帮助你顺利完成选题。我们上面列举的获奖项目中,也有“较为冷门”一些的选题,所以对于项目的选择,一定要好好斟酌。
稳住心态:
这一点可谓是老生常谈了,但还是要重复一下,即使论文提交提前一个月,也要保证自己在备赛中拥有良好的心态,不要过于焦虑,不战而败。相信自己,享受过程!
做好规划:
在选择课题时,不妨多考虑未来自己会朝哪个方向深造呢?更愿意做哪些课题?将项目的选择于未来规划结合起来,一举两得。

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