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一群“整活兒”的機(jī)器人近日出現(xiàn)在南京航空航天大學(xué)新生軍訓(xùn)場附近：時而不斷旋轉(zhuǎn)炫技，時而“舉”著機(jī)電學(xué)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(xué)“長空御風(fēng)”戰(zhàn)隊(duì)的大學(xué)生自主研發(fā)的。同樣活躍在機(jī)器人研發(fā)領(lǐng)域的全國大學(xué)生團(tuán)隊(duì)還有300余支。它們在全國大學(xué)生機(jī)器人大賽旗下賽事之一的機(jī)甲大師賽中對抗切磋，背后的一萬余名青年工程師不斷學(xué)習(xí)新知識，進(jìn)行技術(shù)迭代升級。

機(jī)器人被譽(yù)為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”。當(dāng)下，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，正極大改變著人類生產(chǎn)和生活方式，但行業(yè)人才缺口巨大。

【資料圖】

《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出，力爭到2025年，中國成為全球機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新策源地、高端制造集聚地和集成應(yīng)用新高地。工信部等部門聯(lián)合印發(fā)《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動實(shí)施方案》也提出，鼓勵機(jī)器人企業(yè)、用戶單位與普通高等院校、科研院所、職業(yè)院校等合作，共建人才實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，聯(lián)合開展機(jī)器人應(yīng)用人才培養(yǎng)，提供更多就業(yè)渠道。組織細(xì)分行業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技能競賽，發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)更多機(jī)器人高素質(zhì)技術(shù)技能人才。

越來越多的大學(xué)生團(tuán)隊(duì)錨定機(jī)器人自主研發(fā)方向，開啟了科技創(chuàng)新之旅。

女生也可以擁有“機(jī)甲夢”

在不久前結(jié)束的機(jī)甲大師賽全國總決賽的現(xiàn)場，“鏢姐”項(xiàng)安黎火了，幾乎每次結(jié)束比賽后，都有“粉絲”前來合影。

項(xiàng)安黎是“長空御風(fēng)”戰(zhàn)隊(duì)的飛鏢機(jī)器人研發(fā)代表，大一時進(jìn)入團(tuán)隊(duì)，今年大四，她終于來到了比賽場。他們接力研發(fā)的彈射式精準(zhǔn)打擊機(jī)器人發(fā)射飛鏢命中精度極高，多次在比拼中逆轉(zhuǎn)局勢。

“自主研發(fā)的這個機(jī)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很復(fù)雜且講究，飛鏢發(fā)射出去后，要呈現(xiàn)出一個比較完美的拋物線，才能準(zhǔn)備擊中既定目標(biāo)。”項(xiàng)安黎說，研究一款能夠驚艷全場的機(jī)器人并不簡單，需要克服許多技術(shù)難點(diǎn)。要不斷測試查找問題，進(jìn)而優(yōu)化系統(tǒng)代碼。在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室外，有一條很少有人經(jīng)過的小路，那是他們測試機(jī)器人的場地。“基本上每天都要測試一兩次，每一次發(fā)射測試都會發(fā)現(xiàn)一些新的小問題，再進(jìn)行維修。”

她告訴中青報·中青網(wǎng)記者，彈射鏢體結(jié)構(gòu)和發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)際上來自航空學(xué)院相關(guān)專業(yè)的一個學(xué)長，傳承到她的手中后，她和隊(duì)員共同配合，用了一個多月的時間優(yōu)化代碼，進(jìn)行擊打測試，才使得機(jī)器人在比賽場上操作更加方便和省心。

“看到賽場上那些機(jī)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(jī)甲夢’。”東北大學(xué)大二學(xué)生戴丹琳剛剛加入團(tuán)隊(duì)一年，就已成為東北大學(xué)TDT戰(zhàn)隊(duì)的一款地面移動運(yùn)行機(jī)器人研發(fā)代表。

每一款機(jī)器人在對抗比拼過程中的穩(wěn)定發(fā)揮，都離不開不斷進(jìn)行的測試與優(yōu)化。戴丹琳說，平時訓(xùn)練的目標(biāo)就是要讓自己的機(jī)器人“活”起來，“比如控制它的‘頭部’移動，能夠讓它像人一樣點(diǎn)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(xué)女生、文科生因?yàn)榕d趣，主動加入了科技創(chuàng)新的實(shí)踐中。

首都師范大學(xué)PIE戰(zhàn)隊(duì)的成員就來自物理系、信息工程學(xué)院、教育學(xué)院、馬克思主義學(xué)院、學(xué)前教育學(xué)院等多個院系，女生眾多。

盡管并沒有進(jìn)入全國總決賽，PIE戰(zhàn)隊(duì)成員馬雪儀認(rèn)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(xué)習(xí)，這些都是對等的。師范學(xué)校的同學(xué)參與機(jī)器人研發(fā)和站上比賽場，其實(shí)就是喜歡，因?yàn)闊釔鬯詧?jiān)持”。

戰(zhàn)隊(duì)指導(dǎo)老師張盛博坦言，首都師范大學(xué)其實(shí)基本上沒有什么工科專業(yè)，大部分同學(xué)是理科、教育類和文科類專業(yè)，他們能夠成功地把機(jī)器人做出來，站上比賽場，對他們來說已經(jīng)是種成功了。“希望在這一過程中鍛煉學(xué)生的工科素養(yǎng)，特別是鍛煉學(xué)生以后走向社會的競爭力。”

大膽嘗試新技術(shù)，機(jī)器人研發(fā)也能“玩”出新花樣

讓很多人沒有想到的是，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)Taurus戰(zhàn)隊(duì)自主研發(fā)的一款全自動運(yùn)行機(jī)器人成了“黑馬”，一路比拼到全國四強(qiáng)的決賽場。這也是他們在該項(xiàng)賽事上的歷史最佳成績。

作為這一全自動運(yùn)行機(jī)器人的機(jī)械負(fù)責(zé)人，戰(zhàn)隊(duì)成員紀(jì)因給它起了個昵稱“餅寶”。畫圖，討論，裝配，測試，迭代，她和隊(duì)員從零到一，研發(fā)了首代“餅寶”。

“你是一臺成熟的機(jī)器人了，你要學(xué)會自己打比賽了。”這一句戰(zhàn)隊(duì)宣傳標(biāo)語，把人工智能專業(yè)的申國豪吸引了進(jìn)來。作為全自動機(jī)器人的導(dǎo)航定位算法和自瞄算法負(fù)責(zé)人，他告訴記者，3年前，他也有帶著自己參與研發(fā)的機(jī)器人上場比賽的夢想。

“那時候還沒有太多學(xué)校團(tuán)隊(duì)研發(fā)這一類型機(jī)器人，但當(dāng)時的組長告訴我們，全自動化將是未來的研發(fā)方向。”申國豪說，他們還是瞄準(zhǔn)了這一方向進(jìn)行研發(fā)，從學(xué)習(xí)開源算法開始，嘗試研發(fā)了第一代“餅寶”，接下來的兩年時間里，機(jī)器人不斷迭代升級。

“今年要走上對抗賽賽場，機(jī)器人要面對更多復(fù)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(jìn)，還增加了機(jī)器人丟失時如何實(shí)現(xiàn)機(jī)械的重新定位功能等。不斷測試、不斷推演算法進(jìn)行改進(jìn)，讓機(jī)器人性能變得越來越好，它才能在賽場上發(fā)揮出最好的效果。”申國豪說。

研發(fā)期間，爭分奪秒。“如果不是熱愛與責(zé)任感在驅(qū)動我，我可能堅(jiān)持不下去。”紀(jì)因每天都會在6點(diǎn)50分準(zhǔn)時起床，趕去實(shí)驗(yàn)室利用早課前的半小時完成一些小測試;作為項(xiàng)目管理的王蕾則將課本和資料都搬到了實(shí)驗(yàn)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(jī)器人的打擊精度準(zhǔn)度成為關(guān)鍵。團(tuán)隊(duì)成員梁柏林覺得，相較于傳統(tǒng)的摩擦輪機(jī)器人，如果研發(fā)一臺氣動英雄機(jī)器人，精準(zhǔn)度會大大提升。

但這一想法，最初遭到了一些老隊(duì)員和隊(duì)長陳灝的反對。陳灝坦言，“如果我們做，就相當(dāng)于開了一條全新的未知道路和走在成熟道路上的隊(duì)伍進(jìn)行比拼，尤其是重新做氣動發(fā)射結(jié)構(gòu)，可能連比賽都趕不上。”

不過，團(tuán)隊(duì)最終還是決定讓提出想法的梁柏林試一試。“辦法總比困難多，先嘗試了再說。”可參考資料少，梁柏林和隊(duì)友就搜集各類論壇、網(wǎng)站找數(shù)據(jù)，聯(lián)系往屆的師兄師姐請教;經(jīng)費(fèi)有限，就先從廢棄的舊機(jī)器中尋找并拆除適合的零件重新投入研發(fā)制作。

從寒假到暑假，半年時間，他們真的把初代氣動英雄機(jī)器人研發(fā)出來了?？勺呱腺悎龊?，他們發(fā)現(xiàn)，測試條件與賽場實(shí)際存在誤差，這一款機(jī)器人并未發(fā)揮出預(yù)想的效果。

梁柏林立下“軍令狀”：繼續(xù)改進(jìn)，要讓它在全國總決賽上發(fā)揮出亮眼成績。他最終也和團(tuán)隊(duì)成員一起，突破了不少技術(shù)難關(guān)，讓機(jī)器人實(shí)力大幅提升。全國賽上，他們成了全場唯一使用氣動英雄機(jī)器人的戰(zhàn)隊(duì)。

機(jī)器人研發(fā)涉及非常多學(xué)科專業(yè)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(xué)生以賽事為平臺，不斷創(chuàng)新形式賦予了機(jī)器人“精氣神”，讓機(jī)器人“活”了起來。

比賽中，需要一款工程機(jī)器人“取礦”，將礦石兌換金幣購買彈丸。多數(shù)高校戰(zhàn)隊(duì)選擇用傳統(tǒng)的鍵盤操控機(jī)器人，“長空御風(fēng)”隊(duì)長蔡哲豪說，他們正在著手研發(fā)一款配套的體感操控系統(tǒng)，“把機(jī)器人機(jī)械臂末端的執(zhí)行結(jié)構(gòu)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(xiàn)實(shí)生活中的手術(shù)機(jī)器人和遠(yuǎn)程操控機(jī)械臂等。“現(xiàn)實(shí)中已經(jīng)有很成熟的技術(shù)了，參考實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)，加上我們在學(xué)校所學(xué)知識進(jìn)行實(shí)踐，這才能夠很好地鍛煉自己成為一名優(yōu)秀的青年工程師。”蔡哲豪說。

中青報·中青網(wǎng)記者 孟佩佩 來源：中國青年報

關(guān)鍵詞： 機(jī)甲夢