山东省青少年人工智能科普与创新创意大赛由山东省人工智能学会主办，是山东省教育厅发布的《面向中小学生的全省性竞赛活动名单（2023-2025年）》中的省级白名单赛事之一。大赛包括机器人创新编程挑战赛、“人工智能+教育”编程算法创意挑战赛、青少年人工智能科普编程挑战赛、“隧道救援”无人机编程赛等九项赛事，分设小学组、初中组、高中组三个组别，对人工智能技术或相关领域感兴趣的省内义务教育中小学生、普通高中在校学生均可参加。
大赛旨在向青少年普及人工智能知识，培养学生的人工智能素养，激发青少年学习了解人工智能知识的热情，以及对科技创新的热情和对未来发展的责任感。
二、参加对象对人工智能技术或相关领域感兴趣的省内义务教育中小学生、普通高中在校学生。
三、竞赛内容大赛包括“极目楚天，共襄星汉”AI+航天创新创意赛、机器人创新编程挑战赛、“人工智能+教育”编程算法创意挑战赛、十二生肖AI协同挑战赛、AI赋能行业应用场景创新创意挑战赛、青少年人工智能科普编程挑战赛、青少年人工智能AI绘画挑战赛、“隧道救援”无人机编程赛、足球机器人竞技赛九大赛项。
1、“极目楚天，共襄星汉”AI+航天创新创意赛比赛简介：在现代空间探索时代，人工智能已成为寻找知识的重要工具。科学家使用AI和机器学习模型来实现自动化航天器操作、分析大量数据、甚至可以挽救生命。根据研究梳理AI在太空探索中大概有7种主要的用途，参赛选手可做为赛题方向参考。
机器人方向：通过将人工智能与机器人技术相结合，我们可能会看到能够自行探索遥远行星和卫星的机器人。人工智能控制的机器人可以在障碍物周围自主导航。
卫星运营方向：随着星座规模的扩大，特别是超大规模星座出现，就需要使用人工智能驱动的算法帮助识别潜在的危险，避免导航卫星与轨道上的其他卫星发生碰撞。
数据分析方向：人工智能还可以帮助识别数据趋势，并通过预测分析，提供比传统数 据分析方法更详细的见解，而无需理会大量不必要的数据。
火箭着陆方向：用人工智能监控和分析来自火箭传感器和遥测系统的数据，从而更好地做出决策，更精确地控制火箭的轨迹和速度。
预测性维护方向：人工智能可帮助实施卫星操作和火箭着陆，还可以使用相同的数据来确定预防性维护的潜在领域。机器学习模型可以预测未来的故障或性能问题，并提出减少风险的行动计划。这可以大大降低维护成本，帮助挽救航员的生命。有利于未来的太空旅游甚至太空移民计划。
恒星和星系测绘方向：训练人工智能算法，探测并分类深空星系，帮助绘制宇宙中最早的结构。
行星地质学（天体地质学）方向：利用人工智能，科学家现在可以检测和分类行星和卫星上的地质特征，如火山口、火山和其他表面特征。
比赛组别：比赛分为小学组（1-3年级组/ 4-6年级组）、初中组、高中组（含中专、中技、职高）四个组别。
比赛类型：团队赛，每个团队由1-3人组成。
比赛赛制：地区选拔赛→省赛，均设航天科技知识问答与创新创意设计两个环节。
地区选拔赛：在比赛现场完成航天科技知识问答，并对自己的创意设计进行展演答辩。两项综合评分评出优秀参赛队，推荐至省赛。
省赛：在比赛现场完成航天科技知识问答，并对自己的创意设计进行展演答辩。两项综合评分评选出一、二、三等奖。
2、机器人创新编程挑战赛比赛简介：本赛项可以选择线下任务赛或者线上编程挑战赛。赛事考察青少年在编程，机器人人工智能等方面的知识储备。
线下任务赛：机器人从地球基地出发，先完成系统授权任务，再按自定顺序完成收集月球土壤、月球土壤分析、运送燃料、水冰收集、启动能量站，最后返回地球基地。
线上编程赛：考察基础逻辑思维、编程语言基础知识、编程语言发展史，航天知识，机械结构、物理知识等。
比赛组别：小学低年级组（1-3 年级）、小学高年级组（4-6 年级）、初中、高中。
比赛类型：个人赛
比赛时间：初赛：6-8月；决赛：10月前后。（以大赛官网通知为准）
3、“人工智能+教育”编程算法创意挑战赛比赛简介：本赛项面向青少年开展“人工智能+教育”编程教育算法挑战赛，主要考察在教育的环境下，如何使用简单编程来为教育赋能。致力于锻炼学生运用数学知识构建合适的算法模型的思维能力，推动中小学科学教育学校主阵地与社会大课堂有机衔接。
比赛组别：小学低龄组、小学高龄组、初中组、高中组
比赛内容：参赛选手通过比赛平台运用图形化编程、Python、C++完成各阶段赛程要求，其中市赛为客观题，省赛小学低龄组为命题作品创作及陈述答辩，小学高龄组以及初中组使用编程解决问题。
组别 年级限制 编程语言 赛题（1）小学低龄组考察知识：
指令：单一指令的使用，指令的组合。
事件：单一事件与指令的组合，事件并行。
克隆：角色克隆自己，给克隆体添加程序。
广播：广播消息和接收广播，串联广播，进程协调。
坐标：二维坐标系概念，原点、象限概念，坐标计算。
画笔：画笔功能的添加，画笔的属性调节及调用，绘制几何图形。
运算：四则运算，比较运算，随机数运算，布尔运算，字符串的操作，字符串高级运算。
变量：变量的赋值与改变数值，变量的调用，利用变量解决数学问题，用变量表示状态。
列表：创建列表及显隐操作，列表的增删改查，调用列表，列表的索引，用列表表示状态。
自制积木：自制积木的调用，传递参数。顺序语句：一种或多种指令的顺序执行。
循环语句：单个循环结构，多个循环结构的顺序执行，循环结构并行，循环结构嵌套。
判断语句：单条件语句，多条件语句，嵌套条件语句，条件选择语句，条件监测。
编辑器使用：角色、背景、舞台的设计，添加注释，程序的启动和终止，文件操作。
（2）小学高龄组考察知识：
比赛知识内容主要覆盖人工智能基础知识、程序设计、数据结构以及算法，以及相关的数学基础知识。包括但不限于：
比赛知识内容主要覆盖人工智能基础知识、程序设计、数据结构以及算法，以及相关的数学基础知识。包括但不限于：
计算机组成原理、物联网技术的基础知识。计算机基本组成部分，输入输出设备，互联网和物联网的常见生活应用实例。
赋值语句、输入输出语句、常量与变量。常量和变量的命名规则、定义方法和使用，变量类型；基本数据类型和数据类型转换，一维和二维数组。基本数据类型包括整型、长整型、浮点型、布尔型、字符型等，相应数据类型的转换方法 。数组的定义、赋值、遍历和查找。
顺序结构、分支结构、循环结构的特点
算术表达式、关系表达式、逻辑表达式。常用赋值语句，算术运算符、关系运算符和逻辑运算符，表达式中的运算顺序。
条件语句、循环语句，以及复合和嵌套。语句的语法规则和简单应用程序。
（3）初中组考察知识
比赛知识内容包含小学组全部知识要求。以及：
指针、结构、文件操作。指针的含义，指针、地址、数据的关系，指针定义和在表达式中的使用，定义符合数据结构，基本文件的打开、读 写、关闭等操作。
算法和数据结构的时间复杂度和空间复杂度概念，简单循环程序的复杂度计算。
一般线性表、队列、堆栈、二叉树的存储和遍历。表、队列、栈、树的结构特点，存储方式和遍历查找方法。
树、图的存储，哈希表、集合数据结构。相关数据的存储方式、数据定义。
进制转换、素数、合数，互质数，随机数和因数分解，最大公约数和最小公倍数，简单的排列组合，集合运算。使用这些算法编写程序。
简单的数学建模方法。
简单地排列组合计算，概率计算。
（4）高中组考察知识
比赛知识内容包含小学组，初中组全部知识要求。以及：
互联网基本结构，通讯传输协议的简单概念，物联网实现的主要技术应用。
面向对象建模方法。面向对象的概念，将处理问题分类，建立对象类，类的继承关系。
各种排序算法，深度和广度优先搜索，图的最短路径，生成树算法，动态规划、分治策略。能够初步计算相关算法的时间复杂度，并应用算法编写程序。
素数分解，幂函数、指数函数、对数函数、三角函数、模运算，不等式，二项式定理，数列与级数，函数连续性、单调性和极值，概率，解析几何基础知识。使用程序解决相关数学问题。
统计方法与概率。
人工智能技术主要类型，相关技术的基本原理，机器学习相关的算法基本原理模拟。
比赛时间：初赛：6-8月；决赛：10月前后。（以大赛官网通知为准）
4、十二生肖 AI 协同挑战赛比赛简介：以十二生肖归位作为背景，鼓励学生利用自主开源设备进行搭建符合要求的机器人，利用机械、编程、传感器、算法等知识储备，将十二生肖进行归位。参赛选手需要将符合技术要求的参赛机器放置在场地四个角的任意出发区，在规定的时间内，尽可能快速地将兽首归位。
比赛组别：分为小学组、初中组、高中组。（五四制的初一考生视为 6 年级，报名小学组高龄组赛）
比赛形式：个人赛
比赛时间：初赛：6-8月；决赛：10月前后。（以大赛官网通知为准）
比赛内容：初赛：采用基础知识答题形式或线下场地任务形式，挑选出人工智能素养比较高、能够在省赛高水平完成任务的参赛选手。初赛的题目包含且不限于：十二生肖相关知识、机械原理、无人机知识、航空航天知识、传感器知识、编程知识、生活中科技常识、科技类实验、各地市科技特长生入学考试题目等。
5、AI赋能行业应用场景创新创意挑战赛比赛简介：“AI 赋能行业应用场景创新创意挑战赛”旨在激发学生的创新思维和实践能力，通过个人参赛的方式，解决实际行业问题，推动人工智能技术在多个领域的应用。赛事的核心问题和任务目标主要包括问题识别与定义、创新解决方案设计、技术实施与应用、效果评估与展示、个人能力提升五个方面。
问题识别与定义：参赛学生需要识别一个具体的行业问题或社会挑战，这个问题应当具有实际意义，能够通过 AI 技术得到有效解决。学生需要清晰地定义问题的范围、背景和影响，为后续的解决方案提供明确的出发点。
创新解决方案设计：学生需运用创新思维，设计一个基于 AI 技术的解决方案。这个方案应当展示出学生对 AI 技术潜力的理解，以及如何将这些技术应用于解决具体问题的能力。
技术实施与应用：学生需要将设计的解决方案转化为具体的实施步骤，运用适当的 AI 工具和技术，如图像识别、数据分析、自然语言处理等，来解决或缓解所识别的问题。
效果评估与展示：学生需要对其解决方案的效果进行评估，并通过文字和视频等形式进行展示。展示内容应包括问题解决的过程、所使用的AI 技术、取得的成果以及对社会或行业的潜在影响。
个人能力提升：赛事不仅是对学生技术能力的考验，也是对其项目管理、时间管理、自我学习和创新能力的挑战。通过个人独立参赛，学生将有机会全面提升自己的综合素质和解决复杂问题的能力。
比赛组别：小学组：低龄组（小学一至三年级）、高龄组（小学四至六年级）。初中组、高中组：初中一年级至初中四年级、高中一年级至高中三年级。五四制的初一考生视为 6 年级，报名小学组高龄组赛。
比赛赛制：初赛→决赛
初赛：选手线下准备参赛作品然后提交。
决赛：决赛将在线下进行，晋级决赛的选手需准备现场答辩，包括对作品的创意和设计思路进行详细解读，并回答专家的提问。
比赛时间：初赛：6-8月；决赛：10月前后。（以大赛官网通知为准）
6、青少年人工智能科普编程挑战赛比赛简介：赛旨在面向全省中小学生开展人工智能知识和编程技能的学习、交流和竞技活动。一方面,通过客观题考核计算机基础、人工智能基本原理、典型应用场景等知识，激发青少年对人工智能技术的学习兴趣和探究精神；另一方面,通过组织上机编程竞赛, 培养青少年的计算思维、算法设计和实践编码技能。
比赛组别：小学组、初中组、高中组
比赛内容：考试内容根据参赛学生年级进行区分：
（1）小学组
主要面向小学高年级学生，侧重考察学生的计算机和人工智能基础知识、编程基本语法和对数学问题的分析能力和用编程语言实现的能力。题目主要包含计算机发展史、计算机基础结构、人工智能发展史和典型应用，编程语言基础，枚举算法和模拟算法的应用等。
（2）初中组
侧重考察学生的计算机和人工智能关键技术的理解，基于简单数据结构和算法的编程能力，题目涉及函数、位运算、多维数组、文件操作、排序、递推算法等。
（3）高中组
面向有一定编程基础的高中生。赛题涉及机器学习基础知识，深度学习基础知识，面向对象基础知识，以及较多的算法和数据结构知识，包含高精度、贪心、二分查找、递归与分治等，题目有一定的难度。
比赛赛制：初赛→决赛
初赛：采用笔试试卷的方式。使用答题卡提交答案。包括选择题、判断题和程序题。初赛获得一等奖的选手获得参加决赛（省赛）的机会。
决赛：采用上机编程的方式。试题为三道难度递增的编程题。
7、青少年人工智能 AI 绘画挑战赛比赛简介：旨在通过 AI 绘画这一富有创意与技术融合的领域，鼓励参赛学生利用人工智能技术，创作出既富含科技元素又深具文化内涵的艺术作品。主要考察学生的技术应用与创新能力、社会责任与文化意识、团队合作与交流能力。
比赛组别：分为中小学组和高中组
比赛类型：团队赛，每队由 1-4 名学生组成，任务可以自由分配，可跨校组队，每队可设指导教师 1-2 人
比赛内容：比赛题目依据不同组别进行区分：
（1）中小学组初赛题目
我的学校：创作以我的学校为主题的艺术作品。描绘出心目中古代、现代或未来学校的教学环境、学习方式以及师生间的互动。
动物世界：描绘各种可爱的动物形象，如熊猫、长颈鹿、狮子等，展示动物的多样性和魅力。
诗歌配合：基于自己喜欢的诗歌，绘制一幅对应场景的画作。
传统文化：绘制一幅具有中国传统元素的画作，如京剧脸谱、中国结、龙凤等。也可结合地方特色，描绘出展示当地民俗风情，如端午赛龙舟、中秋赏月等。
（2）高中组初赛题目
未来城市：基于想象力和创造力，描绘出一幅未来城市生活的美好景象。作品应体现未来城市的科技、生态、健康、人文等关键特点。
汉服设计： 将传统服饰元素与现代理念融合，绘制出一身自己喜欢的汉服作品，呈现传统工艺的精湛绝妙和创意设计的奇思妙想。
文化保护：探索人工智能技术在文化遗产保护中的使用场景，作品可体现 AI 技术在文化遗产鉴定、修复、展示等方面的应用。
历史故事：创作一幅反映中国历史上著名事件或人物的画作，如长城修建、丝绸之路、四大发明等。
比赛赛制：初赛→决赛
初赛：初赛作品为在线投稿
决赛：决赛为现场比赛，决赛题目现场公布，比赛时长为 2 小时。
8、“隧道救援”无人机编程赛比赛简介：隧道救援是应急救援的重要领域，而无人机技术具有快速、灵活、高效等特点，在隧道救援中具有广泛的应用前景。鼓励学生运用先进的编程技术，提高无人机在隧道救援中的智能化水平。考查学生在知识、能力和素养方面的综合表现，培养具有创新精神和实践能力的高素质人才。
比赛组别：小学低龄组、小学高龄组，初高组（含中职）
比赛类型：团队赛，2 人团队赛。
比赛时间：初赛：6-8月；决赛：10月前后。（（以大赛官网通知为准）
9、足球机器人竞技赛比赛简介：立足于国家对科技发展和体育运动的要求，考察青少年对国家体育赛事的了解、对科技的认知、对机械结构和编程的运用、对结构的创新改造。足球机器人竞技专项赛任务分为程控任务和遥控任务，规定时间内需要同时完成两个任务的程序编写。
比赛组别：小学低年级组（1-3 年级）、小学高年级组（4-6 年级）、初中组、高中组（含中专、职高）
比赛类型：团队赛
四、赛程安排1、比赛赛制初赛→决赛
初赛：由各地区初赛组委会负责初赛的选拔。初赛一、二等奖可晋级决赛，角逐省内一、二、三等奖。
决赛：由大赛组委会负责选拔。
2、比赛时间报名时间：6月-7月中旬。
决赛时间：6-8月，8月底完成决赛选拔。
决赛时间：10月前后，11月底前完成决赛选拔。
五、奖项设置1、初赛：由各地区初赛组委会负责初赛的选拔。初赛获奖比例，原则上一等奖不超过报名总数的 20%，二等奖不超过 30%，三等奖不超过 40%。初赛一、二等奖可晋级决赛，角逐省内一、二、三等奖。
2、决赛：由大赛组委会负责选拔。决赛按各赛项设置一、二、三等奖，一等奖不超过晋级总数的 20%、二等奖不超过 30%、三等奖不超过 50%。
3、优秀指导教师奖：获决赛一等奖选手的指导教师，可获得“优秀指导教师奖”荣誉证书，多项获奖的指导老师不重复奖励。
4、优秀组织奖：组织动员工作成效显著、组织参赛项目数量和质量突出、现场人员组织管理规范的单位，将被授予优秀组织奖。
