清晨,又是一天忙碌的开始。一个命令过来,晾好衣服、修剪树枝……未来的日常生活,都能被安排得井井有条,而操控这一切的,不是家中辛勤的老母亲,而可能是学生制作的机器人。 7月27日,由中央电教馆主办的第...
7月27日,由中央电教馆主办的第十四届全国中小学电脑制作活动在湖南长沙落幕,参加“世界未来家居机器人挑战赛”项目的顺峰中学队2名初二学生和世纪小学队2名六年级学生力压群雄,各自击败其余17支各省选拔赛中的冠军队伍,捧回初中组和小学组桂冠,实现了大良机器人国家赛“零的突破”。
两支队伍先后从区赛、省赛、华东赛,最后代表广东省出征参加全国赛,一路过五关斩六将夺冠。这两支队伍为何能有如此高的水平?近日,记者分别前往这两家学校探营。
争夺冠军中的冠军
给宠物喂食、修剪枝丫、丢垃圾、晾晒衣服、照顾婴儿……随着开关按钮的启动,一个身高超过20多厘米的轮式机器人,从角落的“基地”出发,进入一个长宽2米左右的“房间”,这里有各种实物任务模型,完成楼下的工作后,机器人找到30°斜坡板爬上二楼,再完成楼上规定的任务。
前进、拐弯、回旋,恰到好处地瞄准目标对象,灵活地上下挥舞机械臂,机器人要在5分钟内完成19个任务。顺峰中学参赛队伍现场带回来的视频,精彩地记录了机器人在场上征战的场景。
谢睿恒和冯庆生是顺峰中学队的两名参赛队员,尽管比赛已经过去几天,但回想起当天的比赛,都不约而同地表示“现在都感觉很紧张”。
这并不奇怪。各省层层筛选后留下的18支冠军队伍齐聚长沙论剑,实力都很强大就此次比赛挑战难度最大的还在于现场命题、现场动手比赛的规则,在18项任务中,多个任务位置不定,另一个更伤脑筋的是第19项附加任务,该命题仅只在竞赛前两个小时公布,现场考验学生的应变能力。
在正式比赛前,会有2个小时给学生准备编程、组装机器,一旦机器人离开“基地”进入房间工作,便只能由机器人独立完成各项操作。
最初的比赛并不顺利。根据抽签结果,他们小组第一个上场,差点遭遇“滑铁卢”。
谢睿恒说,首战压力很大,而且一开始也不适应裁判规则。在启动机器人之前有2分钟时间检查场地,没有倒计时提示,时间一到裁判立即发出“开始”口令并计时。谢睿恒拔腿就从场地回来,匆忙启动按钮,最后只得了600分。
但接下来的2场比赛则让局势逆转。第二、三场得分分别为680分、720分,逼近730分的满分。顺峰中学队的指导老师李俊对此评价是:“还好,两个人沉住了气,组装机械臂时也没有乱。”
不计其数的反复演练
对谢睿恒来说,首次接触机器人,源于小学五年级的编程课,他从老师那看到一个不可思议地景象:机器人居然能和人一样动起来。强烈的好奇心让他与机器人结下了不解之缘。
集训是从今年3月开始,没有可供参考案例,师生们只能就着组委会下发的一本90多页的“纲要说明”啃。“但这本说明书只提供大致方向,比如说,图纸上机械臂为30厘米,但如果依葫芦画瓢肯定会失败的,后来我们摸索才发现,长度可以缩短,重量也是越轻越好。”
整个机器人的结构设计和控制设计都要由师生自己完成,每一个步骤都是一个全新的尝试,并经常要在速度与稳定性之间不断平衡。“齿轮大小、润滑情况,轮子摩擦大小,都会影响到机器人的速度,如果速度过快或因为惯性冲出既定路线哪怕几毫米,都会前功尽弃。”冯庆生说,他花了半年的时间才明白“失之毫厘,谬以千里”如此之近。
他们甚至反复押题,猜想第19项任务可能出现的各种命题。“比如说,在陪老人下棋那个环节,我们甚至设想可能会考机器人替老人收拾棋子,但最终结果没猜中一个。”
不得不承认,无休止地反复演练,使蛰居在实验室的日子十分枯燥。“演练了不计其数遍。”谢睿恒感叹道。
一点一滴的钻研,从一个个微小细节着眼进行改装升级,就这样,他们最终打造出了3台性能颇佳的“变形金刚”。
短短半年之内,小队员们承受了大量与他们年龄不相称的任务。不仅如此,体能也非常考验人。从没有熬夜习惯的队员们,赛前钻研不知不觉就到下半夜了,通宵达旦成为常事。
“没有刚挂完吊针就钻进实验室的经历也好意思叫参加机器人比赛?”14岁的谢睿恒摆着男子汉的豪气对记者说,轻伤不下火线!
孩子们的坚韧不拔让老师也感到动容。李俊说,从区赛到省赛再到华东赛,最后到国家赛,他们牺牲了大量的课余时间和节假日,反复训练最终让他们实现了从量变到质量。
尽管枯燥,但他们却像怀揣着发射“神十”一样的神圣使命感。每一个小进步都会被放大无数倍,他们的日子也变得丰富多彩。
他们甚至发现,机器人并非冷冰冰的仪器,而是和他们有着深厚感情的伙伴,甚至还有了“惺惺相惜”的感觉。
虽然3个机器人从材质到外观并无多大区别,但“脾气”可不尽相同。在每次比赛前,具体用哪个机器人,则全凭学生对他们脾气进行感觉。有惊无险的是,比赛结束时检查器材发现,有一个机器人出现了一点问题,没办法进行下一轮比赛。
“正如那句话,一个军人最好的归宿,就是在最后一场战斗中,被最后一颗子弹打死。这个机器人坚持到了比赛结束,最后虚脱了,真不容易。”李俊说。
“我们的水平已超过工程师”
李俊说,顺德家具、家电产业比较发达,而未来的“家”必然朝向智能化发展,机器人将在其中扮演很重要的角色。这也是他们想挑战这个新选题的初衷。
谢睿恒还记得,在比赛之初,对机器人实操“略知皮毛”的他们,还从设备公司请了对机器人颇有研究的工程师来指导,少走了不少弯路,但到后面,工程师后劲不足也显露无遗,“他们对硬件也不是很了解,即便厂里的机器坏了,也是请外面的人才能修好。工程师看到学生后来突飞猛进的进步也不由感叹,学生们技术玩得比他们还好。”另一名指导老师冯伟强如是说。
“师傅领进门,修行靠自身。”谢睿恒以一副人小鬼大的口吻说道,语气中充满了自信。“我的水平已经超过了那些工程师。”谢睿恒毫不谦虚地接着说。
当记者向世纪小学参赛队成员赖应立转述这段话时,赖应立显得满不在乎:“我的水平超过了谢睿恒他们,我们的分数比他们还高!”
顺德包揽“世界未来家居机器人挑战赛”初中组和小学组两个第一名,这在当时的比赛也是非常少见。世纪小学队的指导老师黄志峰说,这得益于两间学校毫无保留的合作有关,在相互探讨中共同提升了各自的水平。
参加机器人竞赛,也是一路顶着压力与怀疑前行。李俊说,这通常会被家长认为“不务正业”,但两人的学习成绩反而都有所提高,并进入了班上前5名。
不过,随着比赛的结束,谢睿恒和冯庆生也面临初三升学考试,二人不得不遗憾地说,也许只能等到高中再继续他们的国际比赛梦。
而赖应立的“野心”则继续在膨胀。让他兴奋的是,他马上就要进入顺峰中学读初一。黄志峰透露,如果他继续追寻机器人梦想,他日后的指导老师还会是李俊等老师,而李俊早已私下透露他对未来的这名学生“很是喜欢”。
黄志峰说,再过半个月,世纪小学一批新手也将接受训练,他将邀请赖应立“出山”担任指导老师。
郜小平
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