圆一个“机甲梦” 这群大学生把机器人研发“玩”出新花样

    一群“整活儿”的机器人近日出现在南京航空航天大学新生军训场附近：时而不断旋转炫技，时而“举”着机电学院的旗子“四处蹓跶”，甚至拖着露营车送来了几箱矿泉水，送给了树荫下休息的新生。

　　这群“显眼包”是由南京航空航天大学“长空御风”战队的大学生自主研发的。同样活跃在机器人研发领域的全国大学生团队还有300余支。它们在全国大学生机器人大赛旗下赛事之一的机甲大师赛中对抗切磋，背后的一万余名青年工程师不断学习新知识，进行技术迭代升级。

　　机器人被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”。当下，机器人产业蓬勃发展，正极大改变着人类生产和生活方式，但行业人才缺口巨大。

　　《“十四五”机器人产业发展规划》提出，力争到2025年，中国成为全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地。工信部等部门联合印发《“机器人+”应用行动实施方案》也提出，鼓励机器人企业、用户单位与普通高等院校、科研院所、职业院校等合作，共建人才实习实训基地，联合开展机器人应用人才培养，提供更多就业渠道。组织细分行业机器人应用技能竞赛，发现和培养更多机器人高素质技术技能人才。

　　越来越多的大学生团队锚定机器人自主研发方向，开启了科技创新之旅。

　　女生也可以拥有“机甲梦”

　　在不久前结束的机甲大师赛全国总决赛的现场，“镖姐”项安黎火了，几乎每次结束比赛后，都有“粉丝”前来合影。

　　项安黎是“长空御风”战队的飞镖机器人研发代表，大一时进入团队，今年大四，她终于来到了比赛场。他们接力研发的弹射式精准打击机器人发射飞镖命中精度极高，多次在比拼中逆转局势。

　　“自主研发的这个机器人就像弹弓一样，需要通过拉簧蓄力，弹射出去。尽管原理很简单，但整体结构设计很复杂且讲究，飞镖发射出去后，要呈现出一个比较完美的抛物线，才能准备击中既定目标。”项安黎说，研究一款能够惊艳全场的机器人并不简单，需要克服许多技术难点。要不断测试查找问题，进而优化系统代码。在学校实验室外，有一条很少有人经过的小路，那是他们测试机器人的场地。“基本上每天都要测试一两次，每一次发射测试都会发现一些新的小问题，再进行维修。”

　　她告诉中青报·中青网记者，弹射镖体结构和发射系统设计实际上来自航空学院相关专业的一个学长，传承到她的手中后，她和队员共同配合，用了一个多月的时间优化代码，进行击打测试，才使得机器人在比赛场上操作更加方便和省心。

　　“看到赛场上那些机器人在奔跑，就觉得很崇拜，虽然是女生，但我们也可以有一个‘机甲梦’。”东北大学大二学生戴丹琳刚刚加入团队一年，就已成为东北大学TDT战队的一款地面移动运行机器人研发代表。

　　每一款机器人在对抗比拼过程中的稳定发挥，都离不开不断进行的测试与优化。戴丹琳说，平时训练的目标就是要让自己的机器人“活”起来，“比如控制它的‘头部’移动，能够让它像人一样点头、摇头；控制它底盘的移动，能够让它快速地奔跑起来”。

　　记者观察到，越来越多的大学女生、文科生因为兴趣，主动加入了科技创新的实践中。

　　首都师范大学PIE战队的成员就来自物理系、信息工程学院、教育学院、马克思主义学院、学前教育学院等多个院系，女生众多。

　　尽管并没有进入全国总决赛，PIE战队成员马雪仪认为，“输赢只是一个相对的过程，但为此付出的努力，为此绞尽脑汁，为此努力学习，这些都是对等的。师范学校的同学参与机器人研发和站上比赛场，其实就是喜欢，因为热爱所以坚持”。

　　战队指导老师张盛博坦言，首都师范大学其实基本上没有什么工科专业，大部分同学是理科、教育类和文科类专业，他们能够成功地把机器人做出来，站上比赛场，对他们来说已经是种成功了。“希望在这一过程中锻炼学生的工科素养，特别是锻炼学生以后走向社会的竞争力。”

　　大胆尝试新技术，机器人研发也能“玩”出新花样

　　让很多人没有想到的是，华南农业大学Taurus战队自主研发的一款全自动运行机器人成了“黑马”，一路比拼到全国四强的决赛场。这也是他们在该项赛事上的历史最佳成绩。

　　作为这一全自动运行机器人的机械负责人，战队成员纪因给它起了个昵称“饼宝”。画图，讨论，装配，测试，迭代，她和队员从零到一，研发了首代“饼宝”。

　　“你是一台成熟的机器人了，你要学会自己打比赛了。”这一句战队宣传标语，把人工智能专业的申国豪吸引了进来。作为全自动机器人的导航定位算法和自瞄算法负责人，他告诉记者，3年前，他也有带着自己参与研发的机器人上场比赛的梦想。

　　“那时候还没有太多学校团队研发这一类型机器人，但当时的组长告诉我们，全自动化将是未来的研发方向。”申国豪说，他们还是瞄准了这一方向进行研发，从学习开源算法开始，尝试研发了第一代“饼宝”，接下来的两年时间里，机器人不断迭代升级。

　　“今年要走上对抗赛赛场，机器人要面对更多复杂场地，比如一些崎岖的路面和上坡的场景。对此我们做了一些改进，还增加了机器人丢失时如何实现机械的重新定位功能等。不断测试、不断推演算法进行改进，让机器人性能变得越来越好，它才能在赛场上发挥出最好的效果。”申国豪说。

　　研发期间，争分夺秒。“如果不是热爱与责任感在驱动我，我可能坚持不下去。”纪因每天都会在6点50分准时起床，赶去实验室利用早课前的半小时完成一些小测试；作为项目管理的王蕾则将课本和资料都搬到了实验室，很长一段时间里，除了晚上睡觉都泡在这里。

　　在赛场上对抗，机器人的打击精度准度成为关键。团队成员梁柏林觉得，相较于传统的摩擦轮机器人，如果研发一台气动英雄机器人，精准度会大大提升。

　　但这一想法，最初遭到了一些老队员和队长陈灏的反对。陈灏坦言，“如果我们做，就相当于开了一条全新的未知道路和走在成熟道路上的队伍进行比拼，尤其是重新做气动发射结构，可能连比赛都赶不上。”

　　不过，团队最终还是决定让提出想法的梁柏林试一试。“办法总比困难多，先尝试了再说。”可参考资料少，梁柏林和队友就搜集各类论坛、网站找数据，联系往届的师兄师姐请教；经费有限，就先从废弃的旧机器中寻找并拆除适合的零件重新投入研发制作。

　　从寒假到暑假，半年时间，他们真的把初代气动英雄机器人研发出来了。可走上赛场后，他们发现，测试条件与赛场实际存在误差，这一款机器人并未发挥出预想的效果。

　　梁柏林立下“军令状”：继续改进，要让它在全国总决赛上发挥出亮眼成绩。他最终也和团队成员一起，突破了不少技术难关，让机器人实力大幅提升。全国赛上，他们成了全场唯一使用气动英雄机器人的战队。

　　机器人研发涉及非常多学科专业知识，从一开始的骨架，到布满一根根线，写出一行行代码，这群大学生以赛事为平台，不断创新形式赋予了机器人“精气神”，让机器人“活”了起来。

　　比赛中，需要一款工程机器人“取矿”，将矿石兑换金币购买弹丸。多数高校战队选择用传统的键盘操控机器人，“长空御风”队长蔡哲豪说，他们正在着手研发一款配套的体感操控系统，“把机器人机械臂末端的执行结构跟人手绑定在一起，让操作更加灵活”。

　　他们的这一灵感来自现实生活中的手术机器人和远程操控机械臂等。“现实中已经有很成熟的技术了，参考实际应用中的技术，加上我们在学校所学知识进行实践，这才能够很好地锻炼自己成为一名优秀的青年工程师。”蔡哲豪说。




 

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