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巅峰对决中的“黑马英雄” ——记我校机械与材料工程学院学子获2020年世界机器人大赛冠军

      2020年12月3日至12月6日佛山潭州国际会展中心举办的2020年世界机器人大赛暨国际智能机器人博览会上出现了一匹“黑马英雄”,他们经过八轮出现赛、六轮淘汰赛、晋级后与四支队伍再进行三场冠亚争夺赛,最终突出重围,勇夺桂冠。“黑马英雄”以其抢眼的表现,一展智能机器人这一项目的风采,同时也在这一国际型赛场上赚足了眼球。
      “黑马英雄”正是我校机械与材料工程学院张三乐、骆森林、王祥龙同学组成的AIR(VEX)机器人战队。在张伟、张丽红等老师的指导下,3位同学勇于亮剑、敢于拼搏,以极深研几、臻于至善的力量战胜了上海交通大学、西安交通大学、同济大学、陕西师范大学等全国强队。

里程碑式的成绩不是否极泰来的好运更不是一蹴而就的成功。从无到有,靠的是自我革新、具体落实的管理理念;优异的成绩,来自于师生严谨求实、驰而不息的学术精神。一路披荆斩棘,不负众望,AIR(VEX)机器人战队用实际行动诠释了“笃学躬行”的文理精神,这是机械与材料工程学院一张响亮的名片,也是全文理人的骄傲与自豪。

纸上得来终觉浅

      打造一支最富有战斗力的人才队伍,不仅要求老师因材施教,更需要学生充满热情,不畏艰难,用智慧和集体的力量勇攀高峰。为提高学生的专业综合素质,学校大力支持竞赛和学科建设相互促进,十分重视培养学生的实践创新能力,包括机器人的构建、赛场上的临场心理素质和团结协作的团队能力。
      机器人作为一门实用性学科,更强调实践环节的比重。“我们可以告诉你身体缺少维C能用橙子来补充,但如何找到这颗橙子需要同学们自己想办法。”张丽红老师用浅显易懂的例子告诉我们教师必须打破依赖性投喂式教学方法,弱化老师的角色功能,以学生为主体,让其在实践中举一反三、学以致用,才能加速成长。
       基本功的训练需要每个学生动手设计操作。学院将学生划分为机械组(硬件)与电控组(软件)。前期两组别分开学习实践。机械组负责设计机械结构、画图、拼装搭场地;电控组负责电路设计、程序编写、调试过程。后期两组并为一大组,老师将对任务完成度做最终的评估,进行战队人员的筛选和淘汰。
      课堂上的知识和实验室的操作仅仅是部分“内功”,而练就一身过硬的本领还得走向真正的赛场,参加比赛是唯一也是最好的途径。对于机器人工程专业的学生来说,竞赛是答疑解惑的好机会,被动地学习不如主动地出击,于是学院老师鼓励学生最大限度地调动自己的主观能动性:如何去解决问题,解决这一难题需要什么技术来作为支撑、什么方案可以借鉴,针对不同的比赛项目,发挥想象、落实思考。感受高水平竞争魅力的同时更加全面地认识自己的长处和不足。参赛学生对记者说:“通过实践体会到了一个人的单打独斗、不分昼夜的攻克难题、同甘共苦的团队合作,这样的体会,远比获得奖项带来的喜悦更为持久,更值得珍藏一生。”
人间万事出艰辛
      十月底的西安算不上冷,但昼夜温差大。还未建好的实训楼是AIR(VEX)机器人战队的临时“战场”,加工零件摩擦出悉悉窣窣的声音丝毫不影响AIR(VEX)机器人战队的队员们全神贯注地做实验。学生和老师们经常反复地升级优化每个机器人结构直到深夜。整栋楼里他们实验室的灯永远是最后一个关的,这样忙碌又投入的状态只不过是他们最为普通的一天。张丽红老师告诉我们,机器人是一个比较“烧钱”的专业。仅机械部分所需铝方管的一节就和人民币等值,更不必说一些电路元件和芯片的价格,粗略地估算一个普通的机器车所需的费用不低于十万。资金客观决定了,留给队员们的试错机会少,甚至经常苛刻地需要一次实验须达到一定成效,每一步都必须朝着最正确的方向前进。
      为了打造出最完美的的机器人,小组内常常因为思维方式和技术方案不统一产生“矛盾”,一次次讨论、一次次实验全部推翻,不同意见相互碰撞,不厌其烦地努力寻找最为可行的方案。“行百里者半九十”,越是临近出征,机器越会出现各种不可预期的问题,赛前的紧急调试更需要队员有一颗强大的心脏。在这个并不“高端”的实验室里,AIR(VEX)机器人战队间形成了相同的默契与信念,他们与机器人融为一体,共同心跳。
      随着比赛的一路过关斩将,我校AIR(VEX)机器人战队陆续与各大实力强劲高校对手狭路相逢。在巅峰对决的决赛现场上,比赛还没开始,判若云泥的竞技阵容就给了张三乐他们一个厉害的“下马威”—— 四五百公斤的装备和四十公斤的装备、七八个立方的箱子和不到一立方的箱子、纯电动使用设备和纯手动使用设备,群策群力的老牌战队和羽翼未丰的新人战队,谁将问鼎赛场,答案似乎显而易见。“老师,咱们回去吧 ”队员们打趣道。
奇迹发生了!虽没有对手看似强劲的硬件外观,但是披着“文理”战衣的机器人,凭借着一直以来踏实准备所赋予机器人的稳定发挥,战胜了上海交通大学机器人战队!
      原来,小组赛取得优胜之后最紧张兴奋的那一晚,也就是AIR(VEX)机器人决赛战的前夜,当晚十一二点左右,他们收到了淘汰赛的对阵表,得知夺冠路上势必要与上海交通大学的三支队伍同时交手。队长张三乐带着队员,分析对手的路线、抓住他们的弱点,从启动开始精确到零点几秒,大胆且有依据地设想机器投球的位置,连夜写出一套全新的程序。在决赛现场以“田忌赛马”的作战方式,精准地完成预定动作,将三支队伍逐一击溃。
文理AIR(VEX)机器人战队用实力捧起了冠军的奖杯,是竞赛场上当之无愧的“黑马英雄”。
历尽天华成此景
      在这场漂亮胜仗的背后,记者在采访的前前后后感受到的是文理学子身上的那种韧劲。
      喜欢是藏不住的,当他们谈到那一段令人难忘的竞赛时,眼睛里总是闪着炽热的光芒。一张张年轻的脸上写满了对科学的热忱,对成功的渴望。在资金短缺、技术迭代不够成熟的现实情况下,AIR(VEX)机器人战队抱着“能打一场是一场,多打一场赚一场”的心态,用汗血与智慧铺就成长与佳绩。他们十天不休息地连轴转,为的就是提高机器人的稳定性和精确性,以最好的状态迎接比赛。
      “你的腿怎么流血了?”模拟比赛时,骆森林的腿被锋利的机器划出一道深深的口子,高度集中的他一时失去了直觉,一门心思扑在机器调试上不知疼痛。机器在哪人在哪,车不休息人不休息,训练场成为了队员们暂时的精神家园和居住家园。如果说勤奋是成功的基础,那么针对性的策略和临场发挥便是这支队伍取胜的关键。运输、气温、湿度等因素的影响可能会让他们在学校设计好的机器人到了现场出现一定的偏差,这就需要队员临时进行修改和调试。

      “第一届虽说开了个好头,之后要想延续这样的传说,任务还是十分艰巨的。”张丽红说到。亦有星星火,燎原势竟成。AIR(VEX)机器人战队迈出的第一步不仅有如释重负的兴奋感也有了更大的责任感,且这份荣誉带来的力量也会让他们在机器人研究道路上的每一步,都愈发坚实。