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2023世界机器人大赛上—— “惊艳绽放”的背后,有这样一群黄岩年轻人……
2023年09月27日 10:43 来源:今日黄岩 【进入论坛】

  今年暑假,世界机器人大赛锦标赛落下帷幕。在DOBOT智造大挑战赛项中,黄岩区第二职业技术学校参赛团队沈志浩、张宇龙、陈凯乐、谢陈南荣获全国一等奖(亚军)。在九宫(IER)智能挑战赛项中,黄岩区第一职业技术学校参赛团队杨子康、张梓铖获全国一等奖,黄浩宸、江华鑫获二等奖。在九宫竞速赛赛项中,黄岩区第一职业技术学校学生陈家安获二等奖。

  近年来,我区多所学校将目光对准了人工智能、云计算等编程技术,开设相关课程,激发学生们的创新精神,培养逻辑思维、动手实践、团队合作等多项综合能力,全面推进素质教育。与此同时,以赛促练显成效,多所学校在多项赛事中取得了好成绩。

  日复一日的训练

  中国电子学会主办的世界机器人大赛(World Robot Contest)由选拔赛(WRCT)、总决赛(WRCF)、锦标赛(WRCC)组成,并围绕科研类、技能类、科普类设置相关竞赛项目。大赛自2015年起已成功举办了8届,共吸引了全球20余个国家20余万名选手参赛,被广泛赞誉为机器人界的“奥林匹克”。

  2023世界机器人大赛进一步创新提质,大赛竞赛体系不断完善,在全国20余个省市自治区直辖市,举办80余场城市选拔赛、20余场省级选拔赛、多场锦标赛和1场总决赛,在全球举办20余场海外锦标赛;大赛竞赛内容不断丰富,设共融机器人挑战赛、BCI脑控机器人大赛、机器人应用大赛、青少年机器人设计大赛四大赛事,共设27个大项、68个小项、116个竞赛组别。

  今年暑假,对于黄岩区第二职业技术学校学生沈志浩、张宇龙、陈凯乐、谢陈南来说,是为了梦想而拼搏的日子。

  “上课期间,我们的训练时间是中午和晚自习,暑假期间,我们每天早上7点半开始到晚上7点结束。”黄岩区第二职业技术学校学生张宇龙说,“机械臂、无人驾驶小车的每一步都需要反复斟酌。其中,最磨人的过程就是程序设计和操作的反复磨合。只有投入百分之一百的努力,才可能保证在比赛中出现更少的失误,所谓‘台上十分钟,台下十年功’,正是如此。”

  “参加本次比赛,我们历经6个月的训练时间,学生们利用自己的午休、晚自习和假期的时间,从研究规则到细化制定程序方案,自学3D打印技术设计改造机械臂,自行维修损坏的电路,在学习逻辑编程的情况下丰富了自己的知识储备。”黄岩区第二职业技术学校指导老师陈柳邑说。

  今年7月,黄岩区第一职业技术学校参赛队伍获得了省一等奖和二等奖的好名次,成功拿到了国赛的入场券。国赛前,学校梁煜欣、毛向阳、王林强三位指导老师组织杨子康、张梓铖、黄浩宸、江华鑫、陈家安五名参赛队员利用学期课余时间和暑假时间进行了长达两个多月的特训,从比赛规则的解读到程序的编写调试、设备的改装等一系列学习,并利用强化训练查找自身不足,通过制订比赛策略,让竞技水平达到最佳状态。

  据悉,参赛队员参加的九宫(IER)智能挑战赛,需要操作2台机器人,根据地图上的绿色路线,在“九宫格”区域里自主识别前进并完成相应的任务,根据完成的任务数及完成速度决定最后的成绩,十分考验参赛选手对机器人组装、调试及编程操纵能力及团队合作、现场编程、临场应变的能力。

  “用机械手臂、无人驾驶小车配合完成,通过参赛选手的设计,实现精准搬运,最大秘诀还是多练,没有捷径。”黄岩区第一职业技术学校指导老师梁煜欣说。

  参赛队员的训练计划细化到每天,每天上午7点开始,下午4点结束,吃饭和训练几乎都在一起。队员们在九宫格的地图上不断地去尝试,不断去突破。

  “我们利用程序控制机器人的行动轨迹,机器人接受指令完成相应的任务。一旦机器人行动轨迹出现问题,我们就要一遍又一遍反复对程序进行调试,直到调到最佳。”黄岩区第一职业技术学校学生杨子康说,“在训练的过程中,我们把机器人当作是我们的伙伴,但和这个伙伴的磨合过程注定是漫长而枯燥的。我们得耐得住性子,不断钻研,克服种种困难,才能在赛场上打好配合。”

  创新优化设计方案

  成功从来都不是一蹴而就的,而是日积月累的努力。备赛过程中,每一支队伍的成员们在反复的训练、调试、修改中不断进步、提高。

  在DOBOT智造大挑战赛项中,黄岩区第二职业技术学校参赛队伍以航空航天英雄为原型,模拟载人航天工程的情景。“我们需要通过视觉传感AI模块来识别宇航员当前的位置,再控制机械臂,来模拟宇航员的运动状态。”黄岩区第二职业技术学校学生沈志浩说,作为组长,他承担了巨大的赛前压力,并在指导老师陈柳邑的带领下和团队成员一起克服赛前各种困难。

  在比赛前的训练中,队员们根据比赛要求编写程序,控制两台机械臂、一台无人驾驶小车等设备,完成物资的抓取、搬运、识别、码放、运输与卸载等任务,“在AI图像识别中,我们发现视觉传感AI模块识别不到宇航员当前的位置,这一步又非常重要,如果没有调整好将影响一整个赛程。”黄岩区第二职业技术学校学生谢陈南说。

  “可能受到光线的影响。”谢陈南在多次调试中发现了问题所在。于是,队员们开始找解决的办法。“不如用遮阳伞挡一挡光线试试看。”谢陈南说,说干就干,队员们将遮阳伞应用到训练中,问题得到了解决,但随之又出现了新的问题,队员们发现由于光线偏暗,视觉传感AI模块识别时比较吃力,于是,队员们又将补光灯放置在宇航员所在的位置,这样一来,AI图像识别问题一一得到了解决。

  如何提高机器人的速度?黄岩区第一职业技术学校学生陈家安有着自己的秘诀。他在编写程序时发现,模块化编程有一定的局限性。“比如给机器人的速度赋值,在模块化编程中只能选择固定的数值,而且不能更改。”陈家安说,“当大家都选择最快的数值,这样在比赛中的优势就不能很好地体现出来。”

  为了让机器人“走”得更快,陈家安将编写程序从模块化编程中跳脱出来,“利用C语言编程修改底层程序,再将编写好的程序复制到模块化编程中,更改速度,使机器人行动更加高效。”陈家安说。

  在机械臂上粘贴泡沫棉、在无人驾驶小车感应器上装了黑布……为了确保比赛时机器人运行的可靠性,在指导老师的指导下,黄岩区第一职业技术学校参赛团队根据训练和比赛场地的不同,从机器人感应的灯光、温度及环境的变化入手,优化每一个细节。

  “提前熟悉比赛的场地,根据场地的各方面参数,我们在无人驾驶小车感应器上装了黑布,减弱了赛场强光线对机器人的影响,因此走得也更加准确。”梁煜欣说。

  以赛促练收获满满

  在赛场上,队员们需要对机器人有绝对的把控能力,于是,各个团队的队员们不断优化程序,按照比赛规则一遍遍训练,不断增加队员之间的默契。

  为了这次大赛,黄岩区第二职业技术学校的参赛队员们利用休息时间,争分夺秒,合作设计了近35个程序,超过3GB的任务包,只为提高机器人的稳定性和精确性,以最好的状态迎接比赛。

  比赛前一天,为了提高机器对不同场景的适应性,指导老师陈柳邑带领4位学生通宵调试,终于在凌晨5点成功调试完成。“在进入赛场前,我们要规避所有可能会出现的问题,比如部件对号入座,程序反复调试,这样一旦哪里有了变动,就可以及时发现是哪里的问题。”陈柳邑表示,高手云集的赛场上,如何能取胜,可能就取决于拼装、编程中的小细节。“一不留神,可能会影响整套程序的运行,因此每一个步骤都不能掉以轻心,也考验着队员的耐心和细心。”

  “完成一项比赛,不仅要经过长时间的练习,还要和队友密切配合,达成默契,这样才能在关键时刻不掉链子。”陈家安说。“通过与队友的协作,我学会了倾听、沟通和相互支持,只有通过团队合作,充分发挥每个人的优势,才能达到更好的结果,这些都是团队成功不可或缺的因素。”

  “比赛并不是个人的战斗,而是团队的比赛。”梁煜欣介绍,参赛队员需要自行设计和制作机器人、编写机器人运行程序、现场调试和操作机器人,完成“运输”“扫码”“结算”等富有挑战性的任务,“每一个环节都需要配合协同完成,这也让队员们真正感受到了‘团队力量’。”

  “参加机器人比赛,我收获的不仅是能力和成绩,还得到了许多启示。”杨子康说,“在比赛过程中,我们遇到了许多实力强劲的团队。让我印象最深的是一支敢于冒险,不断创新的队伍,他们将机器人改装的十分完美,许多地方是我们完全没有想到的。正是他们这种创新思维,搭配上对机器人的深刻了解,他们才取得了优秀的成绩。虽然我们的成绩也算优秀,但我们不能踌躇不前,必须要向所有对手学习,取长补短。只有不断向前,才能再攀高峰。”

  “以赛促练,与高水平代表队同场竞技,增强了同学们的自信心,强化了团队的凝聚力,无论是对理论知识的综合应用还是竞赛现场的适时调整都有很大提高。”梁煜欣由衷地表示,“从长远来看,队员们参加各类比赛并获奖,将为他们之后的就业提供更多的选择。”

【作者】: 记者 周丹艳 通讯员 潘晨雅 【编辑】:朱慧益
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