8月31日,為時三天的“2019中國機器人大賽”在青島即墨創智中心體育場落下帷幕。來自清華大學、浙江大學等207所國內知名高校共1109支隊伍參加比賽,參賽人數超過3800人。經過一番角逐,來自鄭州大學空中機器人實驗室水下組的“智海隊”以幾乎二倍的優異成績戰勝了第二名,再次獲得了水下機器人項目冠軍。
可在多領域應用 鄭大學子發明的水下機器人獲得中國機器人大賽冠軍
中國機器人大賽(CHINA ROBOT COMPETITION)是目前中國最具影響力、最權威的機器人學科競賽之一。自1999年以來,該賽事已經連續舉辦了20屆。該大賽具有科技含量高、學科跨度廣、參與面廣和展示性強等特點,在國內智能制造領域具有舉足輕重的地位。大賽設置了籃球機器人、服務機器人、武術擂臺賽、水下機器人、空中機器人等17個“水陸空”項目。
本次斬獲水下機器人項目冠軍的機器人名叫“巡游哪吒”:長54.3cm、 寬40.8cm、高28.4cm、重12.2kg,就像動漫中新生的“魔丸哪吒”。紅色“外衣”包裹著它黑色的“身體”,頭部玻璃罩內的兩個270度“魚眼”攝像頭是“眼睛”,底座的電機是“肢干”,負責圖像識別的主控板是核心“大腦”,控制機器平衡的主控板是“心臟”,各個“器官”有機協調,共同完成機器的運作。
談及“巡游哪吒”的實踐應用,隊長金仁標表示,作為水下組主打的AUV無纜水下機器人,它可以進行水底各種設備的安裝維修、海底環境勘探、深海礦藏開采和科學考查作業等。特別是在海難搜救、水下防入侵技術、物種跟蹤探測等領域具有突出的應用價值,應用前景非常強大。
時五個月的準備 傳承與創新是他們衛冕的秘訣
值得一提的是,鄭州大學在上一屆比賽中憑借“小黃魚”機器人也獲得了此項目的冠軍。比起去年,今年最大的亮點在于機器算法上的升級,圖像識別技術由原本的“1.0時代”跨越到了“2.0時代”:首次應用人工智能的方式,給機器加上了“神經網絡”,使它真的像“人”一樣能夠自主識別目標框體。在外形上,今年的“巡游哪吒”新添了兩個螺旋槳,變為六槳,增強了機身的穩定性。此外,相較于往年傳統的手涂防水膠,今年采用了機器自動調制和填充防水膠的形式,來增強機器人的密封防水性。
據介紹,為了這次比賽,“智海隊”的隊員們4月份就開始了對機器的討論與構思,6月份完成初步設計,7月初開始買材料并著手加工和調試機器,直到8月28日才真正完成制作。而暑假期間,隊員們都沒回家,從早上八九點鐘工作到晚上十點鐘,全天待在實驗室也是常有的事。“忙的時候我們也會直接睡在實驗室里,但在工作之余,我們也會休息和娛樂,勞逸結合。”金仁標笑著說道。
但盡管做足了準備,“智海隊”的賽前準備過程仍然是一波三折。“因為各種原因,我們的機器出現了許多故障,但還好有驚無險。”隊長金仁標回憶,由于比賽水池背景是淺藍白色,與實驗室深藍色水池背景有差別,使機器的判斷出現了混亂與誤差,打亂了原有程序。為了修補漏洞,縮小誤差,程序設計的主要負責人陳偉耀一天一夜沒有休息來趕制程序,直到30號比賽結果確定后才睡覺。此外,比賽前機器還出現了控制板供電不足、密封圈被遺忘導致機器漏氣、機器進水使得電路被切斷等致命性的問題,隊員們及時補救,不斷調整與改進,最終化險為夷,成功衛冕。
“實際上,今年我們能夠衛冕,秘籍就在于傳承與創新。”金仁標解釋,繼承上一年的隊員們設計的軟件,并在此基礎上進行程序和硬件的更新換代,每一年的隊員都在進行著相同的作業,制造出一臺臺與時俱進的、不同的機器人,這已經成為了實驗室的傳統。金仁標說道:“實驗室就相當于我們在學校的第二個家,我們希望實驗室的精神能夠傳承下去,永遠輝煌。”