上大学,圆梦“智能机甲”

2024-08-07 00:00:00竹喧
求学·理科版 2024年13期

RoboMaster机甲大师超级对抗赛始于2013年,作为全国大学生机器人大赛旗下赛事之一,其是专为全球科技爱好者打造的机器人竞技与学术交流平台,旨在培育新时代复合型科研人才及新一代青年工程师。

此项比赛融合了机械设计、嵌入式系统设计、机器视觉、人机交互、人工智能等众多与机器人相关的技术学科,每局7分钟时间,红蓝两队利用英雄机器人、哨兵机器人、步兵机器人、工程机器人、空中机器人、飞镖、雷达等进行多任务和高难度的机甲对战。10多年来,RoboMaster机甲大师超级对抗赛已成为世界规模最大、最具影响力的国际机器人赛事之一。

RoboMaster机甲大师超级对抗赛每年吸引全球数百所高校参赛,累计向社会输送了5万名青年工程师并与数百所高校开展了各类人才培养、实验室共建等产学研合作。

2024年,RoboMaster2024机甲大师超级对抗赛吸引了全球超过300所院校、近万名青年学子报名参加,在苏州、武汉、长沙分别举办的东部、中部、南部3个赛区的赛事中,共计有105支高校战队、5338名青年工程师、840台自主研发的机器人闪耀赛场(表1为3个赛区的冠、亚、季军情况)。这些战队操控自主研发的机器人,在赛场上围绕规定的科目展开关于科技、智力、体能、团队的对决,角逐8个直通全国决赛的名额。

很多同学从小就有一个“机甲梦”。那么上哪些大学,能够更好地圆了自己的这个梦想呢?以下是对RoboMaster2024机甲大师超级对抗赛·区域赛中表现优异的一些大学的相关介绍。

上海交通大学

日拱一卒,功不唐捐

2024年5月18日下午,RoboMaster2024机甲大师超级对抗赛·区域赛(东部赛区)在苏州吴江落下帷幕,上海交通大学云汉交龙战队获得东部赛区冠军。

上海交通大学云汉交龙战队由80多名热爱机器人活动的交大学子(他们来自电子信息与电气工程学院、机械与动力工程学院、生物医学工程学院、巴黎卓越工程师学院等学院)组成,是一个跨院系、跨年级的机器人团队,共有机械、电控、视觉、运营、宣传5个部门。战队每年秋季学期招新并协办机甲大师校内赛,遴选优秀队员代表上海交通大学出战。战队成员秉持“日拱一卒,功不唐捐”的团队精神,致力于将所学的理论知识运用于参赛实践,为实现工程师的梦想而不断努力。

上海交通大学一直重视学生的科技创新教育,积极鼓励学生参加各类科技创新实践活动,以培养学生的创新精神和实践能力。如云汉交龙战队在学校学生创新中心的B楼和C楼均有实验室和办公室,有足够的空间用于机器人的制作和调试。此外,每年学生创新中心还会下拨大量资金给战队购买相关物资,3D打印机、激光切割机等各项设备也都对战队敞开。

“战队的队员,在聚光灯下,在观众席上,在屏幕前,念出了那八个字——‘日拱一卒,功不唐捐’。这八个字真的很适合在拿冠军的时候喊出来,总决赛是这一年赛事的结束,但也确确实实是我们每个人,不仅是云汉交龙战队的队员,更是所有战队,所有真正热爱RoboMaster的同志新的开始。道路漫长,困难繁多,任重道远。”在RoboMaster2023机甲大师超级对抗赛总决赛中,云汉交龙战队夺得总冠军时一老队员如是说。

科技领军人才的练武堂,

工业界和大学的握手区

上海交通大学学生创新中心以打造“科技领军人才的练武堂、工业界和大学的握手区”为使命,是一个集兴趣教育、学科教育、能力教育、素质教育于一体的实验室兼科普教育场所,更是重视实践、培养创新思维、提供个性化研究服务的科技精英成长的摇篮。

云汉交龙战队由学生创新中心组建,并由冷春涛、武书昆、覃一飞担任指导老师。

学生创新中心适应新工科建设和新经济发展需要,积极对接国家战略需求,充分把握“国家双创示范基地”和“双一流”建设契机,建成了以教学、开放Fab Lab(Fab Lab意为微观装配实验室)、科创竞赛、校企合作、国际化为业务主线,以多形式、分层次、重交叉、聚合力、求创新为发展宗旨,以培养学生创新实践能力和激发学生创新潜质为根本目标的开放实践教育平台。

2020年,学生创新中心在学校的部署下,将创业学院纳入建设规划,完善现有的创新创业课程体系,建设多层次、可迭代、螺旋进阶的赛创育人和科创成果培育体系,构建完善的导师体系和“双创”信息系统,打造学生创新中心2.0。

高端前沿的软硬件环境,全面开放的实践场地,便捷灵活的工程实践服务,形式多样的业界前沿课题、讲座、课程,以及由行业精英和技术大咖组成的兼职导师队伍、精彩纷呈的科创竞赛活动、学科交叉与思维碰撞随时发生的创新文化氛围使学生创新中心正在成为创新实践的练武堂,人气聚集的新高地。

广东工业大学

广拓不止,精琢而工

在RoboMaster2024机甲大师超级对抗赛·区域赛(东部赛区)中,广东工业大学DynamicX战队灵活的智能哨兵、精准的远程狙击和默契的战术配合给观众留下了深刻的印象。此外,DynamicX战队还与上届全国赛总冠军上海交通大学云汉交龙战队一同为大家奉上了多场酣畅淋漓的攻防大战。经过激烈比拼,广东工业大学DynamicX战队获得东部赛区亚军,创造了历史区域赛最好的成绩。

广东工业大学DynamicX战队组建于2019年,秉持“广拓不止,精琢而工”的理念稳步成长和发展。在学校机电工程学院、计算机学院和实验教学部等的大力支持下,DynamicX战队每年选拔50余名本科生加入,形成了稳定的培养和传承体系,培养了一批又一批优秀的综合工程人才。

此外,广东工业大学秉承“科教融合、产教协同、竞教贯通”的育人理念,于2021年与广汽埃安进行产教协同育人,开设智能网联汽车实验班(简称“埃安班”)。2023年,双方深化合作,共建大学生创新工作室,重点聚焦DynamicX战队和FSAE大学生方程式赛车2个学生科创团队,构建学科竞赛引领的创新人才培养体系,形成“一专业一竞赛”品牌,以此培养学生的创新精神和实践能力。学生解决复杂工程问题的能力由此得到了极大的锻炼,并取得了突出的成效。

如何持续输出高素质工程师人才

1984年,学校创办计算机应用专业。1990年,广东工学院计算机科学与工程系成立。2000年,广东工业大学计算机学院成立。计算机学院的计算机科学与技术一级学科于2012年被评为广东省优势重点学科,计算机应用技术二级学科自1997年起连续四轮被评为广东省重点学科。

广东工业大学机电工程学院源于1958年创办的广州工学院机械工程系,有60多年的办学历史。目前,学院拥有机械工程一级学科博士点、机械专业学位博士点、机械工程博士后科研流动站、仪器科学与技术一级学科硕士点。此外,机械工程学科是广东省“211工程”重点建设学科、广东省攀峰重点学科、广东省高水平大学重点建设学科,且在第四轮学科评估中获评B+。

·在各类竞赛中“通关升级”·

据统计,2023年,广东工业大学有超过2万人次的学生、超过7000人次的教师参与到中国国际大学生创新大赛、“挑战杯”全国大学生系列科技学术竞赛(以下简称“挑战杯”)等50多项高水平竞赛中,在各类学科性竞赛中共获得国家级奖项236个、省级奖项1541个。

“学院坚持以赛促教、以赛促学,所有学生至少参加一项学科性竞赛。” 广东工业大学计算机学院副院长刘冬宁说,“通过在各类竞赛中‘通关升级’,学生可以快速地提高运用技术的能力,为未来成为卓越工程师打下良好的基础。”

“在学校的时候,我参加过‘挑战杯’、全国大学生数学竞赛和全国大学生数学建模竞赛等比赛。” 被保送到北京大学计算机应用技术专业读研的计算机学院学生袁盛海说。在第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中,袁盛海凭借发表的科研成果获得全国一等奖。目前,袁盛海已参与到由北京大学主导的Open-Sora -Plan等科研项目中,他说:“我计划继续深入研究生成式人工智能领域,毕业后进入高校或研究机构,为建设科技强国贡献力量。”

·到产业一线去“练兵”·

走出学校,到产业一线去“练兵”,是工程师人才培养的必经路径。

广东佛智芯微电子技术研究有限公司是广东工业大学机电工程学院相关团队成员牵头孵化的高新技术企业之一,该公司的研发经理杨斌曾是广东工业大学与广东佛智芯微电子技术研究有限公司联合培养的博士生。

玻璃基板被视作下一代半导体封装的关键材料,但玻璃通孔技术一直被国外垄断。“一切从零开始,在学校和企业的支持下,我们搭平台、找设备,白天‘泡’在企业车间,晚上回学校查找、学习文献。”杨斌回忆说,“经常和导师、团队成员讨论,不断筛选方案、不断调试,经历了多次失败。当实验结果与实验预期一致时,自豪感油然而生。”

目前,杨斌带领团队攻克了玻璃微孔阵列复合孔加工等多项关键核心技术,并已将这些技术应用到多个龙头科技企业的产品中。“学校产教融合的培养模式,帮助我们实现了理论知识与工程实践的互补。”杨斌说。

深圳大学

多年机甲,热血传承

“我们团队对机器人进行了多个版本的迭代,为了不卡弹,飞镖机器人一天可能要进行300到500次的测试。”作为团队的操作手,深圳大学大三学生许昌达表示虽有压力,但会全力以赴。

2024年6月1日晚,为期4天的RoboMaster 2024机甲大师超级对抗赛·区域赛(南部赛区)在湖南贺龙体育馆圆满收官。经过激烈角逐,深圳大学RobotPilots机器人团队获得季军。

10多年前,RobotPilots机器人团队创始人谭柱了解到RoboMaster机甲大师超级对抗赛的消息,便怀揣着发展兴趣爱好的念头集结起一支9人团队。在资金、实验室短缺的情况下,团队成员屡破难关,第一年便拿到了分赛区冠军、总决赛八强。自此以后,RobotPilots机器人团队在每年的RoboMaster机甲大师超级对抗赛中从未缺席,“坦诚、极致、忘我、志远、不功利”的队训也从那时流传到了现在。

一个小小的机器人,囊括了机器视觉、嵌入式系统设计、机械控制、惯性导航、人机交互等众多技术学科,因此,为了进入RobotPilots机器人团队,很多学生在进入大学前的暑假便开始自学C++(一种计算机编程语言)、Python(一种计算机编程语言)、建模软件等,一些大一新生甚至在军训期间也跑到实验室里进行学习。

此外,在RobotPilots机器人团队里,写不完的代码、赶不完的进度、熬不完的大夜,向来是很稀松平常的事情,遇上周末,许多学生在实验室里一待便是一整天。为了能在一年一度的RoboMaster机甲大师超级对抗赛中脱颖而出,RobotPilots机器人团队的备战周期往往长达一年时间。

在许多人看来,参加这样的比赛性价比并不高——投入多、回报少,日常工作还又苦又累,但对RobotPilots机器人团队的成员来说,这是他们甘之如饴的事情,不为别的,只为心中那份对机甲的执着与热爱。

精工践行,致臻如一

深圳大学机电与控制工程学院源于1984年成立、由清华大学对口援建的深圳大学精密仪器系。学院现拥有机械设计制造及其自动化、自动化、机器人工程3个本科专业,机械工程和控制科学与工程2个一级学科硕士点,光机电工程与应用、智能系统与智能制造2个二级学科博士点,建有广东省微纳光机电工程技术重点实验室、广东省电磁控制与智能机器人重点实验室、深圳市模具先进制造技术重点实验室、深圳电磁控制重点实验室4个重点实验室。

RobotPilots机器人团队挂靠深圳大学机电与控制工程学院,学院除了提供专门的实验室,每年还会支持一定的经费,而团队在加工制作、设备维护等方面遇到问题时,学院老师也会热情地指点。在“精工践行,致臻如一”院训精神潜移默化的熏陶下,10 多年的时间里,RobotPilots机器人团队培养出了上百位理论与实践并重的机电一体化人才。

“视野开阔、注重实践、乐于创新”是深圳大学机电与控制工程学院的特点。学院学生积极参加“挑战杯”“全国大学生机械创新设计大赛”“全国大学生智能汽车竞赛”“全国大学生物联网设计竞赛”等课外科技活动,并取得优异的成绩。

此外,深圳大学机电与控制工程学院与比亚迪半导体股份有限公司、大族激光科技产业集团股份有限公司、北方华创科技集团股份有限公司、深圳达实智能股份有限公司、康佳集团股份有限公司、深圳市亚泰光电技术有限公司、深圳市酷浪云计算有限公司、深圳市智能机器人研究院、深圳市富士智能系统有限公司、深圳诺博医疗科技有限公司、深圳市奇信建筑智能化工程有限公司、深圳吉阳智能科技有限公司、先进半导体材料(深圳)有限公司、深圳市艾贝特电子科技有限公司、深圳至秦仪器有限公司等数十家企业建立了紧密的人才培养合作关系,共建实习基地,以培养出色的人才。

吉林大学

枕戈坐甲 奋勇前行

在RoboMaster2024机甲大师超级对抗赛·区域赛(东部赛区)中,吉林大学通信工程学院吉甲大师双创基地的TARS-GO战队五战三胜,获得了东部赛区八强的好成绩,成功冲进决赛!

“TARS-GO这一战队名源自电影《星际穿越》中与航天员共同探索浩瀚宇宙的机器人TARS,寓意着外在做事沉稳有序,内在思维活跃创新。”指导教师玄玉波这样解释战队名字的由来。这一美好的寓意也始终是每位TARS-GO队员坚守的不二信条。

要将活跃创新的内在思维印证在每一个参赛机器人身上,远超本科阶段的理论知识是必不可少的,这就要求队员自主学习,解决每一个技术难题。玄玉波说:“学生是主角,指导教师只在必要时辅助和在关键节点引导,目的就是最大化地提高学生的自主学习能力和创新意识。”

TARS-GO战队由来自通信工程学院、机械与航空航天工程学院、电子科学与工程学院、计算机科学与技术学院、人工智能学院、商学与管理学院等学院的学生共同组建。TARS-GO战队的每一名队员都是一颗因热爱而闪耀的星,他们不仅追求技术上的突破,还追求一种信念,一种由热爱引领前行的信念。

大二信息工程专业的杨名扬是TARS-GO战队的一员。他大一时加入TARS-GO战队,现在已经能够独当一面——能处理机器人研发过程中的卡点问题。

“高压下MOS管的开通需要驱动芯片。”这是杨名扬在为机器人做嵌入式系统设计时遇到的难题。他形象化地解释这个难题:“这就类似于原本小流量的水龙头,轻轻一拧就会出水,但现在换了一个超大流量的水龙头,就需要加上一个专门的机器才能让它轻松出水,我要做的就是设计一个这样的机器。”

然而,他学习的内容并不涉及这方面的知识。于是,他查阅当前行业内的处理方法,了解其他高校参赛战队的解决方案,在图书馆里翻阅理论知识,在专业期刊中寻找前沿信息。经过近一年的努力,杨名扬终于解决了这个难题。

被问及在紧张的学习之余为何愿意花大量的时间在机器人的研发上时,杨名扬回答:“就是喜欢,高中时就对机器人感兴趣。”这是TARS-GO战队所有队员的共同点——因热爱而不断地自主探索和学习。

学行合一 德才兼备

吉林大学通信工程学院于2000年由原长春邮电学院和原吉林工业大学信息科学与工程学院整合优势学科组建而成。学院具有优良的革命传统和红色基因,可追溯于1947年共产党在解放战争硝烟战火中建立的东北邮电学校(原长春邮电学院前身),以及于1956年为我国工业基地建设而成立的长春汽车拖拉机学院(原吉林工业大学前身),为解放战争和新中国建设做出了不可磨灭的贡献。

吉林大学通信工程学院现拥有控制科学与工程、信息与通信工程2个一级学科博士点,通信与信息系统、控制理论与控制工程2个省重点学科,通信与信息系统、模式识别与智能系统2个二级学科博士点,拥有吉林省通信新技术工程研究中心、吉林省先进控制与自主系统科技创新中心、吉林省模式识别与智能化机器人工程研究中心和吉林省智能信号识别和设备工程技术研究中心等多个省部级科研平台。

此外,学院还建立了智控、吉甲大师等学生课外创新创业梦工场。这些梦工厂集创新竞赛、开放实验、产学研孵化为一体,打造跨学科、项目式、国际化的“创意、创新、创业”教育模式,不仅锻炼了学生的产学研用能力、激发了学生的探索实践精神,还通过国际竞赛开拓了学生的国际视野,成了学院本科人才培养的特色创新基地。