机器人工程：一个能造变形金刚的专业

杜林

本文主角：机器人工程

专业类别：自动化类

适合人群：具备扎实的数理基础，有创新精神、热爱探索创造，空间思维能力强、动手能力强、有耐心，对机械、模型、组装等感兴趣的同学

选科要求：2023年新高考，必选物理，极少数院校要求再选化学；2024年新高考，必选物理和化学；2023年老高考，仅招理科考生

包罗万象的机器人学

听名字就知道，我们这个专业充斥着满满的科技感。我初入学时，一位学长曾经对我半开玩笑说：“咱们专业就是造变形金刚的！”在大一和大二的绝大部分时间里，我一直认为这是一句被枯燥学习折磨疯了的人发出的自嘲。然而当学完机械工程的基础理论，开始摸到机器人学的门槛时，我才猛然惊觉学长那句话的含义。也许以我们现在的水平还造不出赛博坦星球上那些灵活健壮、体态优美、自如切换形态的汽车人，但《流浪地球2》中的门框机器人和军犬“笨笨”已经有望在不久后问世。

不过，我们这个专业的目标更偏向于生产出能切实改善生活的产品，而变形金刚、门框机器人和机械军犬暂时还不在实用产品的范畴。在入学之前，绝大部分新生对于自己以后能造什么还没有任何概念。在外行人看来，机器人往往要有一个近似“人”的形态，并且能够为人类提供娱乐和陪伴。但随着学习的深入，我发现机器人是个包罗万象的概念。在工业领域，很多机器人非但不像人类，甚至长相都不像任何已知生物：它们也许是一条机械臂、一台小车，甚至是一个龙门吊，比如近几年开始流行的扫地机器人——它就长得像个蛋堡。其实在这个专业，我们要接触和设计的机器人都鲜有人形。当然，这也大大增加了专业的趣味，毕竟人类的形态千篇一律，有用的机器人则各有千秋。

尽管现存的机器人形制多样、用途广泛，但学术界迟迟没能就机器人的定义达成共识（也许这正是我们要填补的空白），关于它的含义，目前仍存至少三种权威说法，这些说法都离不开一个核心，那就是机器人可以依靠人类预设的程序，进行自主活动，帮助人类进行生产劳动。这也是我们专业的意义之所在：利用工业的力量，从最小的零件开始设计制造神奇的机械，令劳累的生活变得悠闲，令危险的工作变得安全，令现代人的大脑能从繁杂辛苦的劳动中解放出来，从而进行更加有益的思考。

机械人的标配三件套

机械类相关专业的学生总是逃不开三门课：工程制图、金工实习和机械设计。前二者实践性最强，最考验动手能力，而后者则是整个机械类专业知识体系的门槛与基石，学了它才算真正迈入了机械学科的大门。

我们这个专业，大一便要学工程制图，这门课主要教授绘画图纸的方法。与其说它是一门知识，不如说它是一门手艺。刚刚开始学习的时候，每每画完一张图纸，我都深深地恼怒于满桌难以清理的橡皮屑、被铅笔蹭得乌黑发亮的小拇指和此前无数遍的反复修改……而这种手工绘图的艰难磨炼一直延续到我学会电脑绘图，用CAD替代橡皮和铅笔之后，如今绘图对我来说已经像说话写字一样自然了。并且，在逐渐熟练之后，我就开始沉迷其中，试图用图纸表达我能表达的一切机械结构了。

到了大二，就迎来了真正的手艺课——金工实习了，这门课教的是制造物品的方式，如传统工艺中的铸造、锻压、焊接，以及借助机床进行的车、铣、磨工。此外，这门课还包含了新兴科技如3D打印、VR技术和机器人等。最著名的一项任务就是做锤子，我们需要花费两三天时间，把一根圆形钢材加工成巴掌大的小锤。很多同学会将这把锤子作为自己学业生涯中的一件重要藏品，不过这不会是唯一的藏品——我就在焊接课上制作过一个颇为好笑的摆件，如今它依然摆在我的书架上。

图左是我制作出来的模型，图右是模型原图

到了大三，就要学习机械人最重要的一门专业课——机械设计了。这门课相比于前两门而言，实践性和趣味性要弱很多。不同于人们对理工科课程的刻板印象，这门课十分考验记忆力，学习方式更类似于高中生物，偏重背诵、记忆和积累。然而从工作的角度来看，这反而更符合现实需要。因为无论是生产制造还是设计创新，都需要广博的知识作为基础。当然，在经历了两年的工程培训学习之后，这种考验对我们而言不过是小菜一碟。

苦中作乐的年度项目show

在哈工大学习，一学年一度的年度项目是工科学子的保留节目。由于哈工大实行大类招生，大一学年结束后才进行分流，所以有相当部分的学生所做的大一年度项目不是自己分流时所选的专业方向。我大一的时候，在学校给出的项目库里翻找了一番，最终选择了材料学院的年度项目，它没有让我失望，它使我遇见了睿智和善的女教授、勤奋耐心的师兄，以及钳着上千度的合金工件，依旧沉着冷静、大步流星的美女师姐——我当时觉得她太酷了，完美符合我对工科女神的想象。咳咳，扯远了。不过那次的项目并不属于我的专业领域，我真正开始接触本方向的年度项目是在大二。

如下图所示，我的大二年度项目成品已经有一点点机器人的特征了。它是一个用慧鱼积木搭建的植树车模型，脱胎于一个在戈壁滩全自动种植梭梭树的设计草案。在搭建它的过程中，我和我的小组成员就像初学工图时一样痛苦，反复修改、反复尝试，途中烧坏了好几个电機，不止一次用我们“天才般的创意”建造出许多非常离谱的元件，最终不得不把它们一一拆除。不过我们还是集思广益，做出了一个稳妥可靠的小车，并为它建模、绘制出一张A0图纸（铺开之后像小地毯一样）。最终它为我们小组赢得了一个省级奖项，也算值了。

我的大二年度项目成品

机器人工程就业前景可期

我们常常能在网上看到“生化环材四大天坑，土木机械左右护法”这样的言论。在刻板印象中，机械类相关专业往往因恶劣危险的工作环境、较低的薪资待遇和男多女少的人员构成而饱受诟病。但事实上，这种论调往往没有大规模的统计样本作为数据支撑，颇有些无稽之谈。

从本科生就业情况来看，机械类相关专业的毕业生去向往往明确而广泛，重工业领域的许多产业都需要机械类相关专业的人才。就哈工大机器人工程这一专业而言，无论是航天研究所、机器人研究所还是相关大型机械企业，都为我们提供了为数不少的工作岗位。作为历次全国学科评估均为A+的控制科学与工程学科下的一门专业，机器人工程其实切中当下人才需求，十分吃香。更难得的是，这个专业本科学历就业的薪资待遇不低，因此同专业的学生对于考研的需求没有其他学科那样强烈，考研时的竞争压力相对要小一些。

总的来说，只要专业能力过硬，能在本专业做出不错的成绩，就不用太过担心就业问题。而想铸就过硬的实力，一方面要踏实肯干、注重实践和创新，多学多看；另一方面要有强大的空间想象力、训练有素的理科思维，以及为国效力的决心——别忘了，哈工大也是国防七子之一。