新生代打造新概念水下机器人

来源:中国海洋报   发布时间:2015-12-23 12:18:06 

第二届上海国际海洋技术与工程设备展览会大会上,“蛟龙”号载人潜水器第一副总设计师崔维成教授揭晓了今年OI中国水下机器人大赛的获奖情况,来自浙江大学的参赛作品“基于手机控制的水下直升机”在众多参赛作品中脱颖而出获得一等奖。

摘得桂冠的张志根、郦瑞奇、时少辉、楼利旋和余楚盈5位同学,都是90后的大学生,颁奖台上聚光灯映衬着他们青春飞扬的脸庞。在接受记者采访时,他们时髦的话语、超前的思维和乐活的心态,令人感受到了海洋科新生代积极向上的青春活力。在他们身后,一支充满创造力的生力军,正以蓬勃之势涌入建设海洋强国的科技浪潮。

■本报记者 马云

“趁这次机会锻炼自己”

张志根是浙江大学船舶与海洋工程专业研究生一年级的学生,也是手机控制水下直升机小组的组长。正在读研的张志根、郦瑞奇,和还在就读本科的时少辉、楼利璇、余楚盈等同学,聚到一起组建了这个小团队,进行水下机器人领域的研究。

今年5月,老师找到张志根团队,问大家想不想参加OI中国水下机器人大赛。“这个比赛有很大的影响力,今年的主题正好是新概念水下机器人。”听过老师的介绍,加上学校、学院各级都非常支持,张志根团队决定参加比赛。张志根和小伙伴们说:“我们小组组建的时间短,平时大家课程又多,没有什么好的创意。正好趁这次机会锻炼自己。”

近年来,随着水下机器人技术的不断进步,各种新概念水下机器人层出不穷,水下机器人的作业能力也不断提高,使用成本不断下降。中国水下机器人大赛主办方希望,选手们凭借对机器人的掌握程度,以合理性及可行性为前提,对水下机器人的某些方向进行创新,提出新思路新原理,使水下机器人更加科学先进,具备更多可能性。同时,也可以提升专业高校水下机器人技术创新能力,培养我国海洋技术发展后续力量。

“哇,这个想法好潮”

几个小伙伴的兴趣不同,各有专长:有人平日喜欢软硬件开发,例如安卓系统开发、嵌入式开发;有人喜欢机电,看到轴承和电机就来劲;还有人擅长自动控制。团队成员们丰富的“知识储备”让他们非常有信心做好创新的水下机器人。决定参赛后,作为组长的张志根开始和队友们讨论选取什么样的创新点。

“以前有教授曾经提出过水下直升机的想法,就是让水下机器人实现水下的无缆自主垂直升降,增强机器人的机动性、自主性,但如何实现、如何控制这样的水下机器人,还有很多难题。”一位队员提出思路。

“现在手机这么普及,我们要不开发一款手机应用软件,通过手机操控,利用蓝牙传输指令,控制水下机器人?”平时爱琢磨软件开发的张志根提出了大胆的想法。

“哇,这个想法好潮!”“对啊,一旦实现,一定便捷。”张志根的想法得到队友们的一致认同。

有了基本概念和方向,张志根他们开始细化每一个步骤:为作品起名为“基于手机控制的水下直升机”,逐步完成手机应用软件、水面蓝牙装置、水下机器人3部分。手机通过水面蓝牙装置操控水下机器人,机器人根据手机发出的指令在水下自主悬停或是做定深运动。张志根说:“最大的特点就是灵活性比较高,能够实现5个自由度的水下运动,同时能够快速直升直降。”

创作分为前后期两个阶段。创作前期,大家明确分工,发挥各自专长,做好自己负责的部分;创作后期,大家通力合作,组装联调,将各个模块组成可运行的系统。

“我们遇到的最主要的问题就是‘烧电机’。”队员们一致认为,参加比赛,就要用最少的钱尽量做出最好的东西,自己能做的尽量自己动手。一颗颗螺丝、一张张垫片搭起来,一行行代码敲出来……可这个想法却在后期给整个团队带来了麻烦:自己动手,经验不足,在电机封装防水方面总是出问题,烧毁了不少器件。

“每一次漏水烧电机,我们都很心疼。”张志根说。为此,他们不得不穿着下水衣在海洋试验大厅反复调试,六七月的高温下,将机器人不停地搬来搬去,下水衣又不透气,还要忍受蚊子的骚扰。

遇到实在解决不了的问题,张志根只能向老师请教。宋宏、瞿逢重、陈鹰、冷建兴等是张志根小组的指导老师。老师们给出的指导性建议对张志根他们帮助很大。浙大对这次参赛也非常重视,本科生院、海洋学院都拨出了专门的参赛经费,为参赛队伍提供实验场地,配备专业的指导老师,连保安大叔也陪着他们,常常等到凌晨一两点以后才关上实验场地大门……

“累了就打一会儿‘坦克’”

在后期的组装联调过程中,大家不再“各自为政”。这期间,虽然天气炎热、条件艰苦,但大家在一起有很多趣事,也让他们收获了更多的友谊。

由于制作机器人的东西纷繁复杂,偶尔还会用到电锯、手钻等会发出噪音的工具。为了避免干扰实验室的其他同学,张志根他们大多是晚上去实验室工作。“我们都是夜猫子,有段时间忙到凌晨一两点才回家。有时候大家太累干不动了,就一起玩‘坦克世界’的游戏。”张志根说玩“坦克世界”,拼的是技术、耐心和团队的合作,和参加这次比赛很像。大家一起玩上一会,不仅加深了友谊,也会让大家有更持久的战斗力。张志根和小伙伴们笑称这个过程可以总结为“那个夏天我们一起打过的坦克”。

张志根谈及获奖后的感言,他说他最大的感触就是做事情一定要有兴趣。“感兴趣才会专注,才会经得起挫折,不会轻言放弃。这样才能把不同兴趣、性格的人聚在一起,用心高效地做好一件事。”这个90后大男孩笑着说今后还是不要做夜猫子了,“这是我的另一大感触。早睡早起很重要,要不然收获的就是一脸痘痘!”

“这一作品创新性很强”

在张志根看来,他们的作品体现的新概念是将时下流行的手机应用软件融入了水下机器人应用开发中,“将移动终端嵌入水下装备,在未来一定是一个发展前景良好的方向。”

“这一作品利用手机应用软件和蓝牙功能操控水下机器人,实现机器人的自主垂直升降,创新性很强。”崔维成在主持颁奖典礼时如是说。

这是崔维成第二次担任OI中国水下机器人大赛的评委。他说中国是海洋大国,有着强劲的海洋开发需求和广阔的发展空间。通过举办水下机器人大赛的形式,吸引大量新一代年轻科技人才参与进来,为我国海洋研发力量培养和选拔后备军……

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