猛虎出柙记

  那一刻,深圳春茧体育馆,震耳欲聋的声音响彻全场。所有的人都失了态,3000观众的掌声与呐喊,全部人都在声嘶力竭地吼着,仿佛一个新生命正挣脱茧蜕蓬勃欲飞。

  从这里飞出的,不是蝴蝶,而是猛虎。在这里,机器人创新基地的华南虎战队历史性夺得了全国大学生机器人大赛总冠军。这是十六年来,广东省高校第一次在全国大学生机器人大赛上捧走冠军奖杯。

华南虎成就王者雄风

  十六年前成立,七年前中止,三年前重组。从濒临解散到十六强,再到季军、冠军,华南理工大学机器人创新基地如同猛虎出柙,跋山、涉水、卷平冈,以勇猛无畏的姿态,成就了王者雄风。

乳虎啸谷

  机器人创新基地成立于2001年,时逢中央电视台准备举办“首届中国大学生机器人电视大赛”。这是一次包括港澳台地区在内的全国大专院校机器人选拔赛,冠军队将代表中国参加在日本东京举行的第一届“亚广联亚太地区机器人大赛”。

  广东省很重视这个比赛,但环顾省内高校,唯有华南理工大学才有相应的技术实力。学校又找到机械与汽车工程学院的谢存禧教授,谢存禧长期从事机械电子工程、机构学与机器人的研究和教学,是全国最早从事机器人研究的人员之一。“中央电视台给了2万,学校给了3万,我们拉起了队伍,建立了学校首个机器人研究基地。”

第一届机器人基地师生

  经过7个多月的日夜奋战,寓意为“龟鹤延年”的“吉祥号”机器人终于诞生。凭借先进的技术和呆萌的造型,该机器人被评选为“首届全国大学生机器人电视大赛”的种子队。此外,团队还获得了大赛的“设计特别奖”,以及“创意最佳奖”提名。

  张东就在这时被选拔为参赛队员,从此与机器人结下了不解之缘。在后续读硕士、博士期间,他一直指导学弟学妹们参加各类科技竞赛,并在2010年谢存禧教授退休后负责机器人实验室。同一批加入的队员还有曾德怀,他后来成为深圳大学机器人基地指导老师。这对师兄弟长期在赛场上对决,上演了一场场“相亲相杀”的戏码。

  场下十月功,场上三分钟。张东说,比赛靠的是厚积薄发,靠的是扎实的技术功底和灵活的策略应变。“你要用耳朵判断是装配的问题还是元器件的故障,用眼睛判断跑偏或不动的原因,娴熟掌握解决各种问题的方式、方法、工具;你要敏感每一个螺栓的松动、每一个焊点的虚焊、每一根导线的走向,这些都极有可能导致全面的溃败。判断要准确,还不能过分紧张,草木皆兵。” 

虎啸风生

  基地相继参加了一些国际性的机器人大赛,2011年因故中断。但幸运的是,在长期的磨合中,团队形成了自己的灵魂。张东说,“谢存禧教授提出的追求极致,突破极限,讲究不将就,爱国主义等精神气质,已经成为了我们团队文化的内核,被一届届的队员传承下来。”从此不管岁月流逝,人员更迭,这个团队灵魂永在,哪怕一时停顿,也可以很快东山再起。

  2014年,几名热爱机器人的华南理工学子聚在一起,想让华南理工大学的机器人重新出征。为此,这几名学生与指导老师一起凑了不到5万元,有人甚至拿出了在大学近一万元的奖学金。

  “我们把钱花在设计和优化机器人上面,其他地方能省就省。”现任副队长蔡德铮说,当时连一个电钻都舍不得买,所有的螺丝都是手工拧上去,一台机器人起码有100多颗螺丝。制作机器人的板材,也是队员们手工锯出来。外出比赛时,由于买不起木箱,队员们只能把机器人放置在小拖车上,全程细心呵护。

  “5万元听起来不少,用起来却捉襟见肘。”蔡德铮说,因为塑料轮无法平移,对灵活性有极高要求的机器人必须采用特殊的麦克纳姆轮,一套就要2000多元。

  经费上的捉襟见肘,无法阻止同学们的锐意进取。2015年5月这帮年轻人组成了两支队伍——“华南虎”和“赤刃虎”,代表华南理工大学参加RoboMaster全国机器人大赛。第一次在高手云集的赛场中展现实力,华南虎和赤刃虎就闯进总决赛十六强。

机器人在比赛当中

  重出江湖,机器人战队就初露锋芒。学校对其给予了重点扶持,除了资金,还批了一个机器加工场所、一个训练场、一个视觉识别技术研究室。同时,队员们也很给力,拉回了材料和10万元的赞助。

  虽然资金多了一些,但他们仍是省着花,比如训练场的斜坡请木工简易搭制;用渔网围蔽防止训练中机器人发射出的“子弹”伤人。训练场设在博学楼的车库,夏天十分闷热,但大家并不介意,只要没课都会全勤待在各个场地合力备战。

  机械队员要求熟练掌握各种钳工技术和工具,熟练掌握画图软件,对各种机构要足够敏感,懂机加工,同样的零件,知道哪些细微之处的变动在加工时成本是增是减;同样的资金水平,知道那种设计组装在综合性能上是最优的……

  电控的同学起码要求熟练掌握各种工具的使用,熟悉成百上千种电子元器件,熟练掌握电路设计和仿真软件,能够编写上千行的程序,能够从一个十分复杂的控制系统中快速查出问题所在……

  2016年的夏天,机器人基地再次出征,这一次,不负众望,轻松击败华南区对手后,“华南虎”进军全国赛并捧回了季军奖杯。但他们并未满足,继续备战,开始了冲冠之路。

虎踞龙盘

  一台机器人从无到有,需要经历方案讨论、建模、拼装、调试等环节。如果有前期基础,做出一台迭代的机器人,需要三个星期左右。但每一届的Robomaster全国大学生机器人大赛的赛制都不一样,赛制的变换也会被要求制作新的机器人。像“工程机器人”就是今年大赛新增的,这种前期毫无基础的机器人,制作的时长达半年左右。

  一次次的重塑,一次次的调试,每一次的运行都能发现新的问题,场上炫酷战斗的背后,是日以继夜、夜以继日的反复测试。

细节决定成败

  在离比赛出发还有7天时,发现机器人打击效率不高,怎么办?整个团队日夜换班,每天休息不到4个小时,想法设法改进机器人:从基地的云台机械结构特性、电机的控制曲线、云台输出的特性等各方面入手……在出发前两天,终于把打击效率从33%提升到70%多。实验室主力队员赖松锐说:“基地机器人性能提升了一倍,但我们背后付出了10倍不止的努力。”

  “极限犹可突破,至臻亦不可止。”这是挂在机器人基地师生口头的箴言。为了达到最好效果,机械组、视觉组、操作组等各个小组40余名队员都有通宵达旦、反复测试的经历。他们自豪地宣称:“我们不要被定义的人生。不只是凌晨四点,一天当中,每一个时刻的华工,我们都见过。艰难时的互相支撑,胜利时的兴奋呐喊,组成了我们这个带有酸甜苦辣的实验室。我们是人生的定义者!”

  这些“人生的定义者”每年获得奖学金总额累计超过20万,除了在比赛中取得骄人成绩,机器人实验室还积极投身产学研合作。依托于珠三角高度发达的电子产业和制造业,与质监局、南方电网等单位合作,研发了消防机器人、巡逻机器人、服务机器人、导游服务机器人等多项产品。

  作为指导老师的张东说:“我们以综合型跨专业平台模式引导创新创业实践,对机械、自动化、电信、计算机、工业设计、工商管理等跨专业本科生进行选拔、培训、培养,并组织参与学科专业相关的科技竞赛。作为培养学生创新意识、创新精神和创新能力,以及锻炼学生动手实操能力的有效载体,为大学生创新创业活动奠定了坚实的基础。”

  据不完全统计,近三年来团队提交国家专利申请178项、授权54项,已孵化出广州程氏信息科技有限公司、广州翔天智能科技有限公司、广州博泰机电科技有限公司、广州极臻智能科技有限公司等7家创业公司,培养出500多名优秀机电一体化人才。

  这些从机器人实验室走出去的队员,大多成为了珠三角制造业领域的领军人才,2017年团队毕业生的平均年薪高达17万元。曾经控制只剩6滴血的机器人走遍整个赛场都没死,人称“詹66”的詹旭镇表示:“实验室是一生难忘的美好回忆,她引导我走入了机器人研发设计这个领域,也培养了我的沟通协调与团队管理的能力。”

团队当选为感动华园人物

  华工机器人实验室的努力有目共睹。今年他们集体当选为“感动华园人物”,国家教学名师黄平教授这样评价他们:“干将发硎,有作其芒。深知宝剑锋从磨砺出,你们在各大赛事中砥砺自我、顽强拼搏,铸成了华南地区机器人比赛的一把利剑。博观约取,是每个成员的不断进取;厚积薄发,是一代又一代的默默耕耘。亮剑吧,去斩获属于你们的辉煌!”


《记者眼》第90期团队

文 字:祝和平

图 片:机器人实验室

编 审:张征

总策划:张锅红


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