青少年高校科学营特色活动哈尔滨工程大学分营：中国智造 智创未来——智能巡线避障机器人竞赛

于云亮 尹三井 朱小亮

2020年青少年高校科学营哈尔滨工程大学分营于8月14-18日在线上举行，429名来自25个省、自治区、直辖市的营员和教师参加了这次科普盛宴。分营为营员安排了丰富多彩的科技活动，如专家报告会——船舶工程学院倪宝玉教授向大家介绍了极地船舶的研究背景及国内外研究现状，并向营员分享了自己在极地航行中的经历与科考体会;实验室参观一一动力学院王志涛副教授和核学院李磊副教授通过视频带领大家云游了哈尔滨工程大学动力学院燃气轮机结构实物教学展室与核学院核动力仿真研究中心;动手实践一一“云上造船”线上船模制作课程及智能巡线避障机器人竞赛等。其中，特色项目“智能巡线避障机器人”备受广大营员的关注。

在疫情期间，哈尔滨工程大学精心设计了本次高校科学营的特色项目——以“中国智造，智创未来”为主题的“智能巡线避障机器人”竞赛活动。只有发展中国智造，将核心技术牢牢把握在自己手里，才能不受限于其他国家的阻挠，早日实现中国梦。该特色项目力求让青少年在家中就能体会到智能制造的魅力，学习到相关技术与知识，培养青少年的民族使命感与责任感。

品质保证，用心制作教具

本次特色项目的教具产品为哈尔滨工程大学学生创业公司哈尔滨萌动科技有限公司提供的模块化拼装机器人。团队自2020年3月开始就进行本年度项目的产品研发，在2019年版本的基础上对机器人模型作出了一系列改进，增强了其稳定性。在整个设计开发过程中，团队十分重视模型的改进工作，技术人员经常开展头脑风暴，精心准备并测试各种模型。正是因为工程学子严谨求实的研究态度，以及高标准严要求的工作作风，才使得团队为营员设计出高质量的教具，让营员在活动时能够充分发挥自主能力。

最终，智能巡线避障机器人被确定为本次活动的教具。活动为每组营员准备了智能巡线机器人核心组件，由框架、控制芯片、2个电机、3个红外传感器、1个超声波传感器、5号干电池及开关组成。为调节比赛平衡性，核心部件不可缺少且不可随意更改。在硬件已确定的前提条件下，团队提供了2种操作方式——APP遥控和编程自主控制，营员可发挥想象力进一步DIY。

线上教学，指导到每一位营员

智能巡线避障机器人竞赛项目设置的主要内容由讲、教、学、练、考组成，分营为每个班的营员配备了2名专职导师。其中，一名导师是主讲，为营员讲解智能巡线避障机器人的相关知识，带领营员领略智能科技的风采;另一名导师是主教，带着营员实际操作，进一步深入學习。

首先，主讲导师讲解关于智能装备的前景与作用，培养营员的兴趣，激发起他们的爱国热情与为国贡献力量的激情。通过观看目前各种智能机器人的照片、视频等，帮助营员理解智能装备的作用与原理。

接着，在动手制作智能巡线避障机器人与编程环节，由专职导师指导营员制作机器人并进行编程。在教学过程中，以小引大，通过机器人零件引出实际场景中各个零件的知识与应用。营员在这个环节中能够更加深入地学习专业知识并提高动手能力，亲自动手操作完成机器人的制作并体会到编程的神奇。

最后，围绕智能巡线避障机器人设置练习任务与考核任务。练习任务由专职导师与各位营员自行制订，激发营员学思结合，让营员体会到提出问题、思考问题、解决问题的思维模式与乐趣。考核任务根据难度的差别分为3部分，保证了每名营员不论实际制作如何，都能参与到最后的考核中，以检验自己的科技成果。考核内容包括：①编程任务（15分）——“您的智能小程已上线”与“小程方块舞”;②小车自主巡线（70分）;③创意设计（附加题10分）。

在整个活动中，主讲教师随时对营员提出的问题进行解答。为了解决各组在调试过程中出现的问题，专职导师会提供力所能及的帮助，配合营员进行调试解决，为营员讲解出现问题的原因，并提供解决方案。以期在我们的引导下，充分激发营员的创造精神，提高他们分析问题、解决问题的能力。特色活动向营员展现了智能巡线避障机器人的魅力，营员既能学习到车模结构、编程等专业知识，又能体会到包括智能巡线避障机器人等智能装备面临的问题和挑战，培养了青少年总体布局和战略性思维。

比赛激烈，选手隔空竞技

智能巡线避障机器人竞赛活动以个人为单位。各位班长、专职导师及工作人员利用钉钉平台与各位营员沟通，提前决定参赛机器人的名称并登记入册，设定考核的具体标准及提交时间。竞赛进行期间，所有工作人员都尽职尽责，保证了钉钉群热闹而不失秩序。营员也都能遵守竞赛规则，根据工作人员的指示完成比赛的录制。每位营员在家中单独录制考核视频并上传到钉钉群中，最后由比赛裁判根据具体标准打分并公示。比赛结束后，由工作人员在钉钉群里公布最终的比赛成绩并表彰。

活动总结

科学营是大型科普活动，智能巡线避障机器人特色项目的出发点正是科学知识普及，因此，在本次活动过程中，分营专门为营员准备了通俗易懂的解说词，并由相关专业学生进行现场解说。通过机器人模型中的诸如红外传感器、马达、控制芯片、超声波传感器等组件和附件，引出相关专业知识，进一步让营员对智能巡线避障机器人等智能装备有更深入的了解。

由于各种原因，部分选手的智能巡线避障机器人没有完成全部比赛，过了截止时间后，分营根据具体情况给未完成比赛的营员提供了二次比赛的机会，以期所有营员都能够在比赛的过程中思考自己的不足，并及时进行必要的改进，实现自我价值。营员也纷纷表示此种方式能让大家对比赛的记忆更加深刻，对“友谊第一，比赛第二”的体会更加深刻。

“一整个早上我们都忙碌于小车组装当中，通过自己动手制作才知道什么叫‘麻雀虽小，五脏俱全。一辆小小的车子，包含着蓝牙、红外线、芯片等部件，这些部件让小车可以通过手机遥控运动。很荣幸我能够在这次智能巡线避障机器人竞赛中获奖。这次活动带给我的不仅是荣誉，更是动手能力的培养，是科学与生活的兼容，也让我充分懂得了科学的重要性。科学看起来高深而远大，却充盈在我们生活的点点滴滴中。了解科学，学习科学，奉身科学，这是多么伟大的一件事！我很开心能在这次暑假参与了哈尔滨工程大学的科学营活动，它让我懂得了科学，并为之沉醉。让知识助力梦想！让科技创造未来！我们都是未来科学的希望！”

哈尔滨工程大学分营

林同学