中国学子捧起水下机器人“世界杯”

来源:中国海洋报   发布时间:2019-09-12 18:09:58 
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▲ 参赛的水下机器人

▲ 参赛队员正在进行赛前训练


8月5日,美国圣迭戈世界水下机器人大赛的舞台上,评委宣布了比赛结果:“冠军是来自中国哈尔滨工程大学的E唯战队!”顿时,全场掌声雷动。欢呼声后,几个身穿红色队服的中国大学生冲上了舞台,将奖杯高高举起。

这是全球水平最高的水下自主机器人(AUV)竞赛,被誉为水下机器人领域的“世界杯”,E唯战队的夺冠,是除美国、加拿大之外首次有来自其他国家的团队卫冕成功。

■ 本报记者 卢 晨

技压群雄勇夺冠军

“我们的实力,就是拿冠军的实力!” 第三次参加该比赛的队员刘红有点“霸气”地告诉记者。

哈尔滨工程大学E唯协会是由一群有志于机器人研究的大学生自发成立的科技创新社团,始创于2001年,多次参加中国机器人大赛、全国大学生电子设计竞赛等国内外学术科技竞赛,并屡屡获奖。而此次参加世界水下机器人大赛的“E唯战队”正是由该社团的优秀成员组成。

此次比赛设置的是无缆水下机器人“捉鬼”任务,即把道具做成“鬼”的形状,各个战队的机器人通过完成指定动作,去抓取道具。

“E唯战队”的水下机器人“钟小馗”在两个水声声源的引导下,沿途顺利抓取大蒜等对付“鬼怪”的“撒手锏”,随后完成撞击浮标,投放标志物,发射鱼雷,抓取、移动和释放目标……动作干净流畅,一气呵成。

今年,组办方在比赛中新加入了“掀开棺材”环节。机器人需识别道具棺材中的“鬼”,掀开棺材板后将其取出,这对于机器人的灵敏性要求极高。不少参赛机器人在这一环节中折戟。

很快,轮到了“钟小馗”。只见它有条不紊地移动到“棺材”旁边,调整角度后顺利掀开“棺材”,成功将道具“鬼”抓了出来。挑战成功!全场响起了热烈的掌声……

最终,E唯战队凭借出色的表现,获得了8800分的全场最高分,成功卫冕。

谈起获胜的“诀窍”,队员刘红说,除了花费大量时间调试系统的稳定性,今年他们在“钟小馗”的设计中加入了深度学习人工智能和双目图像定位技术,还配备了先进的水声通讯技术。因此,诸多高精尖技术加身的“钟小馗”最终横扫全场,让外国人竖起了大拇指。

披荆斩棘快速成长

自2010年首次参赛以来,哈工程E唯团队迄今已参加了9次世界水下机器人大赛,取得了骄人的成绩。

这9次参赛,都是总教练刘文智带队。回想起这一路走来,他感慨颇深,直言这条路走得并不容易。

2009年,一名社团成员浏览外网时,偶然获知了世界水下机器人比赛这一赛事。当时,E唯协会曾多次派员参加国内比赛,一直名列前茅,但从没有出国比赛。借此契机,他们将目光转向了更大的世界舞台。

就这样,E唯团队开始了征战世界水下机器人大赛之路。第一次参加比赛,一看到参赛名单,初出国门的他们就感到了压力,参赛团队几乎全部来自美国伍兹霍尔海洋研究所、麻省理工学院、康奈尔大学、杜克大学、新加坡国立大学等世界顶级研究机构及高校。那一次,E唯战队仅获得了第12名。

虽然成绩并不理想,但通过此次比赛E唯战队收获了经验,更清楚地认识到自身的不足:专业设备缺乏,比赛规则不熟悉,比赛时间把控不准……

回国之后,E唯战队马上开始有针对性地提升“战斗力”。他们先是根据比赛的需求重新设计机器人,并在学校与多个科研团队合作,借用专业设备。为了解最新的技术,队员们刻苦学习专业英语,每当在外网看到机器人制作设计领域有什么新的技术时,老师就会带领队员们共同研究,将其应用到机器人设计中。

功夫不负有心人。2012年,第二次参加比赛的E唯战队获得了世界第4名的好成绩,这让队员们的信心得到极大提升。自此以后,一个冠军梦开始在他们心里萌芽……

“这个过程就像升级打怪一样,在前进的路上,总会有各种阻碍。”刘红说。困难不仅来自比赛本身,还有来自场外的意外。有一次参赛,当队员们下飞机到达举办地后,却发现机器人在海关托运过程中被严重损坏。

一边是马上要开始的比赛,一边是重要部件受损的机器人,队员们寝食难安,连夜聚在一起商量修理方案。但是,身处异国他乡的队员们,手头根本没有备用的部件,只能就地取材。他们想尽了各种办法尝试解决,最终将一台电灯上的部件拆卸下来,经过改装后成功替代了被损坏的部件。

正是这一次次困难,让E唯战队迅速成长起来,最终连续两年站在了冠军的领奖台上。

队员们在比赛中养成的坚忍不拔的意志和临危不乱的心理素质,是最让老师欣慰的。“这将是他们一生的财富。”刘文智说。

搭建平台引领梦想

凡专精一艺,做到极致,必现动人之处。E唯社团正是这样一个专精“机器人设计制作”的大学生社团。

谈起E唯社团,身为创始人的刘文智老师说,2001年的时候,他发现部分大一的学生刚刚走进大学校门,脱离了家长的约束,总是沉迷于网吧游戏,荒废了学业。如果能够为学生搭建一个比网吧更具吸引力的平台,培养他们对机器人及电子制作的兴趣,将是很有意义的事。于是,他决定发起成立一个机器人电子爱好者相关的社团。如此,就有了现在的E唯协会社团。

没想到该社团一成立就受到了学生们的欢迎,每当迎新时,“E唯社团”总是最快招满新成员的那一个。不止一名学生告诉刘文智,从小就有一个制造机器人的梦想。

既然学生们有梦想,那就给他们提供一个实现梦想的平台。在学校的支持下,E唯协会购置了制造机器人的设备、材料,让学生们尽情地发挥创造。同时,协会邀请了一些有科研实践经验的老师和在读博士生为学生们提供技术指导。

为了让学生系统地了解机器人制作设计,刘文智又开了一门机器人选修课。这门课的考核方式不是做试卷,而是采用机器人擂台的方式,让学生们设计制作的机器人一对一比赛,不但充分地展示他们脑海中的设计思路,而且通过竞赛模式提高学生的争先意识。

同时,E唯协会通过赛事积累的经验也在反哺学校理论知识教育,多项技术还受到了资源勘探、水下安防等领域有关企业和科研部门的关注,有望实现科技成果转化。今年3月,哈工程E唯的水下机器人还开创了穿江水封隧道油气管道检测先河,圆满完成了西气东输汨罗江隧道的智能检测任务。

如今,E唯协会已成为年轻学子们梦想发芽的沃土,多名社团成员毕业后成长为大洋深潜、船舶制造、航天工程等领域的中坚力量。

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      查看原文:http://epaper.oceanol.com/content/201909/12/c12884.html


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