來源:中國青年報 發布時間:2023-9-21 9:37
一群“整活兒”的機器人近日出現在南京航空航天大學新生軍訓場附近:時而不斷旋轉炫技,時而“舉”著機電學院的旗子“四處蹓跶”,甚至拖著露營車送來了幾箱礦泉水,送給了樹蔭下休息的新生。
這群“顯眼包”是由南京航空航天大學“長空御風”戰隊的大學生自主研發的。同樣活躍在機器人研發領域的全國大學生團隊還有300余支。它們在全國大學生機器人大賽旗下賽事之一的機甲大師賽中對抗切磋,背后的一萬余名青年工程師不斷學習新知識,進行技術迭代升級。
機器人被譽為“制造業皇冠頂端的明珠”。當下,機器人產業蓬勃發展,正極大改變著人類生產和生活方式,但行業人才缺口巨大。
《“十四五”機器人產業發展規劃》提出,力爭到2025年,中國成為全球機器人技術創新策源地、高端制造集聚地和集成應用新高地。工信部等部門聯合印發《“機器人+”應用行動實施方案》也提出,鼓勵機器人企業、用戶單位與普通高等院校、科研院所、職業院校等合作,共建人才實習實訓基地,聯合開展機器人應用人才培養,提供更多就業渠道。組織細分行業機器人應用技能競賽,發現和培養更多機器人高素質技術技能人才。
越來越多的大學生團隊錨定機器人自主研發方向,開啟了科技創新之旅。
女生也可以擁有“機甲夢”
在不久前結束的機甲大師賽全國總決賽的現場,“鏢姐”項安黎火了,幾乎每次結束比賽后,都有“粉絲”前來合影。
項安黎是“長空御風”戰隊的飛鏢機器人研發代表,大一時進入團隊,今年大四,她終于來到了比賽場。他們接力研發的彈射式精準打擊機器人發射飛鏢命中精度極高,多次在比拼中逆轉局勢。
“自主研發的這個機器人就像彈弓一樣,需要通過拉簧蓄力,彈射出去。盡管原理很簡單,但整體結構設計很復雜且講究,飛鏢發射出去后,要呈現出一個比較完美的拋物線,才能準備擊中既定目標!表棸怖枵f,研究一款能夠驚艷全場的機器人并不簡單,需要克服許多技術難點。要不斷測試查找問題,進而優化系統代碼。在學校實驗室外,有一條很少有人經過的小路,那是他們測試機器人的場地!盎旧厦刻於家獪y試一兩次,每一次發射測試都會發現一些新的小問題,再進行維修!
她告訴中青報·中青網記者,彈射鏢體結構和發射系統設計實際上來自航空學院相關專業的一個學長,傳承到她的手中后,她和隊員共同配合,用了一個多月的時間優化代碼,進行擊打測試,才使得機器人在比賽場上操作更加方便和省心。
“看到賽場上那些機器人在奔跑,就覺得很崇拜,雖然是女生,但我們也可以有一個‘機甲夢’!睎|北大學大二學生戴丹琳剛剛加入團隊一年,就已成為東北大學TDT戰隊的一款地面移動運行機器人研發代表。
每一款機器人在對抗比拼過程中的穩定發揮,都離不開不斷進行的測試與優化。戴丹琳說,平時訓練的目標就是要讓自己的機器人“活”起來,“比如控制它的‘頭部’移動,能夠讓它像人一樣點頭、搖頭;控制它底盤的移動,能夠讓它快速地奔跑起來”。
記者觀察到,越來越多的大學女生、文科生因為興趣,主動加入了科技創新的實踐中。
首都師范大學PIE戰隊的成員就來自物理系、信息工程學院、教育學院、馬克思主義學院、學前教育學院等多個院系,女生眾多。
盡管并沒有進入全國總決賽,PIE戰隊成員馬雪儀認為,“輸贏只是一個相對的過程,但為此付出的努力,為此絞盡腦汁,為此努力學習,這些都是對等的。師范學校的同學參與機器人研發和站上比賽場,其實就是喜歡,因為熱愛所以堅持”。
戰隊指導老師張盛博坦言,首都師范大學其實基本上沒有什么工科專業,大部分同學是理科、教育類和文科類專業,他們能夠成功地把機器人做出來,站上比賽場,對他們來說已經是種成功了!跋M谶@一過程中鍛煉學生的工科素養,特別是鍛煉學生以后走向社會的競爭力!
大膽嘗試新技術,機器人研發也能“玩”出新花樣
讓很多人沒有想到的是,華南農業大學Taurus戰隊自主研發的一款全自動運行機器人成了“黑馬”,一路比拼到全國四強的決賽場。這也是他們在該項賽事上的歷史最佳成績。
作為這一全自動運行機器人的機械負責人,戰隊成員紀因給它起了個昵稱“餅寶”。畫圖,討論,裝配,測試,迭代,她和隊員從零到一,研發了首代“餅寶”。
“你是一臺成熟的機器人了,你要學會自己打比賽了。”這一句戰隊宣傳標語,把人工智能專業的申國豪吸引了進來。作為全自動機器人的導航定位算法和自瞄算法負責人,他告訴記者,3年前,他也有帶著自己參與研發的機器人上場比賽的夢想。
“那時候還沒有太多學校團隊研發這一類型機器人,但當時的組長告訴我們,全自動化將是未來的研發方向!鄙陣勒f,他們還是瞄準了這一方向進行研發,從學習開源算法開始,嘗試研發了第一代“餅寶”,接下來的兩年時間里,機器人不斷迭代升級。
“今年要走上對抗賽賽場,機器人要面對更多復雜場地,比如一些崎嶇的路面和上坡的場景。對此我們做了一些改進,還增加了機器人丟失時如何實現機械的重新定位功能等。不斷測試、不斷推演算法進行改進,讓機器人性能變得越來越好,它才能在賽場上發揮出最好的效果!鄙陣勒f。
研發期間,爭分奪秒!叭绻皇菬釔叟c責任感在驅動我,我可能堅持不下去。”紀因每天都會在6點50分準時起床,趕去實驗室利用早課前的半小時完成一些小測試;作為項目管理的王蕾則將課本和資料都搬到了實驗室,很長一段時間里,除了晚上睡覺都泡在這里。
在賽場上對抗,機器人的打擊精度準度成為關鍵。團隊成員梁柏林覺得,相較于傳統的摩擦輪機器人,如果研發一臺氣動英雄機器人,精準度會大大提升。
但這一想法,最初遭到了一些老隊員和隊長陳灝的反對。陳灝坦言,“如果我們做,就相當于開了一條全新的未知道路和走在成熟道路上的隊伍進行比拼,尤其是重新做氣動發射結構,可能連比賽都趕不上!
不過,團隊最終還是決定讓提出想法的梁柏林試一試!稗k法總比困難多,先嘗試了再說。”可參考資料少,梁柏林和隊友就搜集各類論壇、網站找數據,聯系往屆的師兄師姐請教;經費有限,就先從廢棄的舊機器中尋找并拆除適合的零件重新投入研發制作。
從寒假到暑假,半年時間,他們真的把初代氣動英雄機器人研發出來了?勺呱腺悎龊,他們發現,測試條件與賽場實際存在誤差,這一款機器人并未發揮出預想的效果。
梁柏林立下“軍令狀”:繼續改進,要讓它在全國總決賽上發揮出亮眼成績。他最終也和團隊成員一起,突破了不少技術難關,讓機器人實力大幅提升。全國賽上,他們成了全場唯一使用氣動英雄機器人的戰隊。
機器人研發涉及非常多學科專業知識,從一開始的骨架,到布滿一根根線,寫出一行行代碼,這群大學生以賽事為平臺,不斷創新形式賦予了機器人“精氣神”,讓機器人“活”了起來。
比賽中,需要一款工程機器人“取礦”,將礦石兌換金幣購買彈丸。多數高校戰隊選擇用傳統的鍵盤操控機器人,“長空御風”隊長蔡哲豪說,他們正在著手研發一款配套的體感操控系統,“把機器人機械臂末端的執行結構跟人手綁定在一起,讓操作更加靈活”。
他們的這一靈感來自現實生活中的手術機器人和遠程操控機械臂等!艾F實中已經有很成熟的技術了,參考實際應用中的技術,加上我們在學校所學知識進行實踐,這才能夠很好地鍛煉自己成為一名優秀的青年工程師。”蔡哲豪說。
中青報·中青網記者 孟佩佩 來源:中國青年報