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【首届耕塾奖获奖团队系列报道之三】校机器人大赛:从0到1,科技、创造不再止步于想象
华中科技大学机器人大赛由校团委主办、机械学院承办,面向全校本科生,每年一届,至今已成功举办二十届。作为学校双创赛事品牌之一,校机器人大赛在学生中具有广泛影响力。第二十届校机器人大赛面向全校大一学生设置主赛道,赛题为“生死时速”救援工程机器人,共有来自机械学院、未来技术学院等24个院系81支队伍的449名同学参加,决赛于20244月圆满完成。

 202442日,机器人大赛入选首届耕塾创新教育基金奖之创新活动奖(从32个创新活动类入围项目中脱颖而出,最终仅有三支获奖团队)。谈到耕塾基金,他们认为,这对于创新初期缺少支持的活动团队而言,是非常难得且重要的资金来源。耕塾基金设立活动奖,表示基金会不止关注到了已经在创新路上的团队,还关注到了培育创新人才的中间环节。作为创新活动的组织方,他们深刻地认识到,在技术培养的过程中,资金资源会直接关系到创新能力培养的程度。对于校机器人大赛而言,更多的资金意味着可以开启更多的赛道,学习更多的技术,提供更充裕的物料支持。对于学习阶段的新生而言,资源的丰富程度会直接关系初次学习的上限,也会提高学生参与创新创业活动的积极性,激发探索科技奥秘的内生动力。

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一、从01的跨越

“对于大一新生来说,很多机器人相关的比赛都是带有一定门槛的,而校机器人大赛的意义就在于补足了这个从01的过程。”
初入大学的大一新生,由于机械学科的理论知识储备和实践操作水平有限,全校范围内能够参加的机器人相关的比赛并不多。校机器人大赛和其他学生科创活动有所不同,其主赛道仅面向全校大一学生,门槛低、高上限,校机器人大赛无疑成为了热爱科创的大一新生们的技术成长加速器。
参赛选手们在这里写下第一行代码、打印第一个3D模型、雕刻第一块亚克力板、打下第一颗螺丝,实现了从01的突破,科技、创造不再止步于想象。

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二、在实践中发现问题、解决问题

地震发生后废墟结构极不稳定,容易对在废墟中的救援队员带来危险,而涉核涉化、缝隙狭小的震后救援更是充满危险性,因此需要借助特定设备完成搜救,基于此,第二十届校机器人大赛的赛题设置为“生死时速”救援工程机器人,参赛选手需要在有限时间内,操作工程机器人迅速搬运桥梁从而使救援机器人跨过洼地救助伤员。
想要把课本上的公式理论变成能够在竞技场上PK的机器人,每一位参赛选手都面临着未知和挑战,大赛指导老师、机械学院2023级本科生辅导员吴毅说道:“理论和实际总是有差距的,不管理论层面设计得再怎么好,实际层面也会有一定误差,在实际比赛的过程中也一定会产生一些意想不到的情况,但这也正是我们比赛的魅力所在:在实践中发现问题、解决问题。”
初赛的前一周,赖嘉和的团队就已经将工程机器人制作完成,但是救援机器人的设计却出现了非常大的问题,他们不得不临时推翻之前所有的构想,在非常有限的时间里重新进行设计。近乎从0开始的进度加上每天仍需按时上课,时间紧、任务重,团队成员通宵赶工,在初赛前一天的凌晨完成了救援机器人的制作,回想起当初的无助感,赖嘉和直言“没有想过要放弃,最大的动力还是对机器人感兴趣。”
然而他们的机器人在初赛和其他选手对抗时,还是出现了救援机器人升降和夹取效率低的问题,这在决赛中是肯定走不远的,于是团队成员决定在决赛前的寒假修改代码、调整结构,重新制作两台机器人,这个过程同样不顺利,但是“小组成员都想要通过比赛来锻炼自己的技能,比如结构设计、电控代码编写、接线等”,“每个人的技能点都在这里得到了提升,也学到了很多课本中学不到的东西”。

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三、超越陈规、因时制宜、因事求变

“初赛的时候,大家的机器人还是挺五花八门的,也非常有巧思”,半命题作文给了大家极大的发挥空间,同时也避免了参加比赛的机器人十分雷同的情况。
“整个参赛过程中有一支队伍与其他队伍的车不同,其他都是一台大车一台小车,他们的车比较有设计性,两台车是一体的,中间有一个明确的机械联系”,虽然这支队伍最后没有冲进决赛,但他们的创新做法却给现场参观的老师、同学都留下了深刻印象。
创新思维就是超越陈规、因时制宜、因事求变。“在初期验收的时候,有一支队伍没有使用现成的控制板,而是通过主办方提供的基础方案重新设计了一块驱动板,所以他们的机器人跑起来动力强劲而且体型很小,和别的组有明显的差别。”
“我发现大学的比赛不再是依靠个人实力就能完成,更多考验团队协作能力。”矛盾、摩擦会随着比赛进程的深入而逐渐显露,作为队长的曾钰仪坦言:“如何去组织、如何去分配、如何去领导,在这个比赛中我都得到了很大的提升,我们在之后的学习或参加比赛的过程中,不可避免地要和队友合作,要学会在团队中发挥出自己最大的效益。一开始的小矛盾、小摩擦在主动交流之后大家都能够相互理解,也都得到了成长和进步。”

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四、又专业又有温度

“作为大一新生,当我第一次看到这场比赛的主办方竟然是学生团队,我觉得很惊讶,学生团队居然还可以举办比赛?”最初的疑惑在李沛霖参加比赛之后得到了肯定的答案。
承办校机器人大赛的机械创新基地管理服务中心,由原来的机械创新基地和机械学院学生会学创部整合而来,目前团队中有24名成员。校机器人大赛从每年9月份新生入学时开始进行赛事筹备,从前期的赛题设定、路演宣传、海报制作,再到中期的技术指导、决赛筛选,最后进行决赛比拼,整个过程有将近8个月的时间。事务繁杂且周期长,能够将这样一场校级比赛代代传承下来,不是一件容易的事。

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“在比赛中,我们希望同学们能成为比赛的主人”,指导老师吴毅对比赛的时间进度和选手招募会进行整体把控,“我们老师提供的更多是后勤上的支持,比如像资金,或是请我们机械设计的老师、科创团队的同学来给同学们提供技术上的指导。”

机械创新基地管理服务中心主任、机械学院2021级本科生皮建勋在大二的时候也只是团队中的一员,“部长给我分配了什么工作我就去干什么工作,一直到大三成为主任之后,我感觉压力倍增,我本来只是一个螺丝钉,后来让我造一个航母,我怎么造?其实就是齐心协力,我们大家一起努力把工作完成。”

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“刚开始物资准备的过程中,很多同学问物资到底什么时候来、什么时候领取,等待物资发放的过程中大家可能会有一点心急。”面对这样的情况,主办方团队只能一遍遍地向同学们解释。
而除了物资准备和物资报销,人手、资金不够也是主办方成员面临的难题。“虽然我们团队人确实挺多的,但是到实施活动的时候,比如决赛,两个场地需要将近10个裁判,人手就不够用了”,对于这个问题,皮建勋表示会在明年部门纳新的时候扩招。
谈到赛规更改,周奕扬解释道:“我们在初赛的时候条件有限,所以使用的材料都是网上买的现成的,有的时候就没法刚好卡在我们设计的场地尺寸上,就出现了偏差。”皮建勋说:“赛规、场地改了一版又一版其实是因为一开始资金有限,设计的场地不够标准,买不到所需要的材料,但是定制又价格昂贵,因此不得不做一些临时的修改,这次我们获评‘耕塾基金奖’会给今后举办比赛带来很大帮助。”
“很多大一参赛的同学作品可能不是很完善,有很多bug,但是对于他们来说,这个比赛可以增强他们的信心,让他们知道原来我们也可以做出来一个会动的车,那么当他们在以后面对难度更大、更复杂的设计时,就会拥有更多的信心。”
从幕后到台前,主办方团队为大一新生搭建了一场机器人竞技盛会,同时也在他们长时间的摸索过程中做他们最坚实的后盾。曾经也作为参赛选手的杨洋回想起当初自己的比赛经历,对她来说,校机器人大赛既有很强的教育意义也有很强的情感意义,“我希望我们在组织这样一场比赛的时候,可以给同学们留下一个不遗憾的比赛经历,我们想做一个又专业又有温度的比赛。”

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五、科技、创造不再止步于想象

从“一开始就是抱着玩一玩的心态”到成功进入决赛,李沛霖回想起过去一年的比赛经历,一遍遍慨叹“华科是这样一所开放且鼓励学生创新的大学”,令他印象最深刻的是在电工基地借设备时那里的老师说,“我宁愿看到这些设备被你们用坏掉,也不愿意看到它们孤零零地呆着没有人来用”。
一年以后,回望这句话,李沛霖有了更加深刻的体会,“这一年里我参加了很多比赛,很多都受益于这种开放性质的设备,包括很多激光雕刻机、3D打印机都是免费开放给学生们使用的,这对于我们的比赛以及个人成长有很大的帮助。”

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对抗、竞技,每一届校机器人大赛都扣人心弦,校机器人大赛不断尝试改革赛制、调整赛规,以应对新工科背景下本科生科创活动的新挑战与新要求。“自强不息、团结协作、敏捷响应、尽职尽责”,同学们在机械学院“STAR”精神的指引下开拓创新,在实践中感悟“明德 厚学 求是 创新”的校训,在科创中感受“创新、求是、团队、报国”的机械创新制造精神。
校机器人大赛,给大一新生提供了一个实现从01突破的科创平台,在这里,科技、创造不再止步于想象,在未来,校机器人大赛的接力棒也将在耕塾基金等校内外关爱组织的助力下薪火相传,继续为国家、为社会、为学校的科创事业发展贡献力量。(采写马怿玮,编审:高峰)



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