中國工程院院士龍樂豪參觀北京工業(yè)大學(xué)“挑戰(zhàn)杯”決賽作品。
“你們?yōu)槭裁催x擇北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)？”不久前，在“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品決賽封閉答辯評審環(huán)節(jié)，一個模仿蟑螂、螞蟻爬行的機(jī)器人，吸引了中國工程院院士龍樂豪的駐足并聽取了團(tuán)隊完整匯報及現(xiàn)場演示。
北京工業(yè)大學(xué)參賽團(tuán)隊隊長、自動化專業(yè)本科生張超上前解釋，“傳統(tǒng)的GPS定位不如北斗系統(tǒng)更符合我們對于災(zāi)后救援現(xiàn)場的需求，再加上北斗系統(tǒng)搭載的短報文系統(tǒng)甚至可以在無網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下實施短報文通訊。”在之后激烈的對決中，該團(tuán)隊不負(fù)眾望，最終奪得“挑戰(zhàn)杯”全國二等獎。
靈感誕生
在北京工業(yè)大學(xué)的實驗室里，《中國科學(xué)報》記者看到了正在作爬行展示的機(jī)器人。它仿若一個身披金屬藍(lán)外殼的昆蟲，高舉著2個前足，利用4個后足的反作用力，將身子頂上臺階。
爬臺階只是它的一項基本功能，而它的最大特點在于穿越災(zāi)后現(xiàn)場的碎石、碎磚路面、破損臺階路面等非結(jié)構(gòu)化地形。
據(jù)該團(tuán)隊成員、嵌入式專業(yè)本科生邢正介紹，從前穿越非結(jié)構(gòu)化地形的多為輪式機(jī)器人、履帶機(jī)器人，輪式機(jī)器人行走迅速但越障比受限，履帶機(jī)器人翻越高度高但自重大。結(jié)合二者的優(yōu)劣勢做開發(fā)設(shè)計，成為了他們的基本思路。
考慮結(jié)合了輪式機(jī)器人連續(xù)前進(jìn)，跺式機(jī)器人利用反作用力上升，他們很快就想到從蟑螂、螞蟻的爬行方式中抽象出6個偏心輪的足部特征——既滿足不同地形的穿越，又取得了3倍負(fù)重效果，還可以實現(xiàn)在爬行、翻墻時自由切換步態(tài)。
3.0版產(chǎn)品
羅馬不是一日建成的，機(jī)器人開發(fā)也不是一蹴而就，而對于這群初次涉獵比賽的年輕人來說，總是好事多磨。
“去年三月份我們做出一個半成品，偏心輪是半圓形，只能實現(xiàn)快速移動，慢速負(fù)重功能較差，很快就被否定了。”邢正說，出師不利并沒有讓他們沮喪。
克服了半成品的不足，他們的第一代機(jī)器人誕生了。“第一代機(jī)器人外觀小巧，雖然改成了圓形輪，但不能應(yīng)對大多數(shù)地形。此外，集成電路較散，機(jī)器人總給人重心不穩(wěn)的感覺。”邢正坦言。
而第二代機(jī)器人是個“大個子”，與第一代機(jī)器人在體量上有著天壤之別。它的越障高度在28厘米以上，但由于自身太高，越障比并不十分優(yōu)秀，而且靈活性也不能保證。
克服了以上缺點的第三代，不僅性能更佳，而且體量適中。而要說起機(jī)器人的顏值，還不得不提9月份北工大科技節(jié)開幕時該校校長柳貢慧的一個建議。
當(dāng)時這款機(jī)器人沒有外殼，所有的零件都裸露在外，機(jī)身一震，輪子仿佛要掉下來。柳貢慧給出指導(dǎo)建議，“再有科技含量的東西，展示給人的時候一定要有好造型。而且，機(jī)器人有外殼，防震效果也更佳”。
校長的建議迅速被指導(dǎo)教師信息學(xué)部教師朱曉慶帶領(lǐng)團(tuán)隊落實了，就這樣，3.0版機(jī)器人最終出征“挑戰(zhàn)杯”決賽。
年輕團(tuán)隊
有意思的是，除了指導(dǎo)老師、輔導(dǎo)員，對這十幾個團(tuán)隊成員印象深刻的，恐怕要數(shù)宿管阿姨了。“我們假期有時會做到很晚，晚回宿舍沒少挨宿管阿姨批評。”邢正笑著說，為此，他們還搬來輔導(dǎo)員、指導(dǎo)老師一同解釋晚回的原因。
對于這份付出，學(xué)生們甘之如飴。“上了大學(xué)就解放，如果你爭取上進(jìn)，就千萬不要有這種想法。大學(xué)是人生的新階段，要有更大的目標(biāo)。”團(tuán)隊成員、數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)本科生熊志琪說。
“跟著青年教師打比賽，你會感覺教師很上心。”團(tuán)隊成員、自動化專業(yè)本科生薛艾琳和邢正回憶道，“做到很晚，朱老師會給我們點外賣，炸雞配可樂。封閉答辯期間只有選手能進(jìn)入，朱老師手拎著早餐等在門外。在上海比賽那幾天，他把能請的好吃的都請了。”
邢正說，回憶比賽“有辛苦也有歡樂”，而這也注定是青春年少時最難以忘懷的一段經(jīng)歷。
