史越 梁至 程禹桥
今年7月28-31日,在山东邹城市举办的第二十届全国大学生机器人大赛(ROBOCON)上,北航机器人队连获10场“大胜”,创造本届大赛最高连胜纪录,被赛事方称为场上“大魔王”,不仅获大赛一等奖,还获大赛唯一的最佳设计奖,将与武汉大学、北京科技大学携手,代表中国参加今年12月在青岛举办的2021年亚太大学生机器人大赛(ABU-ROBOCON)。
今年的全国大学生机器人大赛(ROBOCON)中,有79所高校106个队伍参赛,以中国古代宴饮时“投壶行觞”游戏为比赛主题,每个参赛队使用两台机器人相互配合,演绎投箭入壶,以“取箭射壶”得分:每队各有5个“壶”,若一队率先在每个“壶”射入两支箭则为“大胜”,直接获胜;若两队均未实现“大胜”,则比较3分钟内总得分。双方比赛机器人可以互相干扰对手射箭,使比赛激烈性和趣味性大大增加。
北航机器人操作手“人车合一”,以严密的防守和精准的投掷,向对手施加压力,在19场比赛中,历经晋级赛、32强进16强、16强进8强、8强进4强、三四名排位赛,勇夺大赛一等奖,参赛的两台机器人“落日TR”和“穿云DR”,获得大赛最佳设计奖。在闭幕式上,北航机器人研究所宗光华教授被授予ROBOCON荣誉奖。1995年,在国际ROBOCON组委会邀请下,时任北航机械学院教授的宗光华带队赴日本,参加亚太大学生机器人大赛(ABU-ROBOCON)机器人橄榄球大赛,打入四强,荣获最佳创意奖,成为这个比赛的国内高校首个参赛队。
ABU-ROBOCON是亚太地区主要国家开展的大学生机器人国际大赛,每年举办一次,由主办国出赛题,参赛选手在10个月里,综合运用机械、电子、控制、计算机等技术知识,制作机器人参赛。ROBOCON是ABU-ROBOCON的国内选拔赛,也可以说,ROBOCON是进入ABU-ROBOCON的入场券。
北航機器人队始建于2002年,是ROBOCON比赛的创始队伍之一,隶属于校团委,由机械工程及自动化学院负责技术指导和组织建设,现重建7年以来,已成为北航名列前茅的学生科技创新团队。
每年,来自航空航天、信息科学和人文艺术等8个学院的50余名本科生,根据当年赛题,开展有针对性的机器人研发。他们满怀“不疯狂,不成事”的青春热情,“为减轻每一克重量而奋斗”,完成了数十台机器人的开发,自主研发主动全向四轮底盘、FOC电机驱动器、无刷电机、四足机器人,并应用激光雷达、深度相机、光纤陀螺等先进传感器技术,让每一组复杂的机器人结构、每一块精密的电路板、每一行逻辑严密的代码,都成为队员汗水和智慧的结晶。
“备赛十个月,比赛60秒”,无数个日日夜夜的调试,机器人的性能一步步走向最佳。有的队员在毕业论文中写到:首先,机械学院很给力。不仅提供充足资金、设施场地、往届资料,还提供深度人文关怀,配备了专业指导老师、管理人员和制作工艺堪称一流的工人师傅。德高望重的教授也经常光临,询问科研进展情况,现场剖析存在的问题,提出宝贵的建议。有的队员出国交换回不来,辅导员老师就帮助选择毕设题目、提交毕设材料。
两台参赛机器人
上场激战
比赛期间合作调试机器
战前检查
其次,队员也给力。不仅对自己负责的岗位精益求精,还互帮互学,推动科研整体进度。前一届老队友也提供经验,帮我们少走弯路。几乎每一位队员,都曾度过12点还无意离开的深夜、留在实验室工作的假期、比赛场上席地而眠的午后
自2015年重返ROBOCON赛场以来,机械工程及自动化学院对北航机器人队整理了一系列机制创新和技术积累经验,构建了以科技竞赛为主体特征的贯通式创新人才培养机制。
首先,高度重视学生创新实践能力培养。围绕机器人工程专业建设,以学院学生综合实训与创新基地、机器人竞赛中心为实践载体,以每年举办面向全校本科生的“启先杯”机器人挑战赛为遴选机制,以“冯如杯”“机械设计创新大赛”“挑战杯”“互联网+”“全国大学生机器人大赛”为竞技平台,充分利用校院两级“大学生创新训练计划”和校友及社会捐助资金的支持,形成了各年级学生广泛参与的学生科技创新活动体系。
其次,把北航机器人队建设成学科交叉融合的创新团队。不仅在两校区建成200平方米的学生创新实践基地,还形成“三个依托”。一是依托学院科研力量,建立学科交叉融合科技创新团队,打造一支以机械工程专业为主力,包括工业设计、自动化、计算机等多学科方向组成的学生创新团队。
二是依托北航机器人研究所、机械与控制工程国家级虚拟仿真实验示范中心等科研、教学实体平台,以智能机器人技术为载体,着力建设机器人工程专业,培养可“设计&开发智能机器人”的高端人才。
三是依托省部级重点实验室,建立“双创”教育体系,打造开放实验教学场地。2020年面向本科生设立40项课题,在校友企业和知名校友的赞助下,实现校企联合循环式育人。以北航机器人队重建后几年为例,不仅在ROBOCON中愈战愈勇,而且在其他比赛中也取得突破:在第十四、十五、十六届ROBOCON比赛中取得全国三等奖,在第十七、十八届ROBOCON比赛中取得全国二等奖,在第十九届ROBOCON比赛中取得两项全国一等奖。同时,在全国空中机器人大赛、全国IRFC格斗机器人大赛、学校“冯如杯”学生学术作品科技竞赛等多项竞赛中,也获得一等奖或冠军,已成为全国大学生机器人竞技队的佼佼者之一。更重要的是,这些大赛促进了学生能力的全方位提高,人才培养成果斐然。
责任编辑:王新伟