北理工創(chuàng)新團(tuán)隊喜獲“小平科技創(chuàng)新團(tuán)隊”榮譽稱號
發(fā)布日期：2014-04-18 供稿：校團(tuán)委 尚松田 編輯：校團(tuán)委 艾翔 閱讀次數(shù)：
近日，由共青團(tuán)中央負(fù)責(zé)發(fā)起組織，中國青少年科技創(chuàng)新獎勵基金支持的2014年大學(xué)生“小平科技創(chuàng)新團(tuán)隊”評選揭曉，我校自動化學(xué)院智能地面移動機(jī)器人創(chuàng)新團(tuán)隊入選大學(xué)生“小平科技創(chuàng)新團(tuán)隊”，獲得中國青少年科技創(chuàng)新獎勵基金資助。
智能地面移動機(jī)器人創(chuàng)新團(tuán)隊是依托自動化學(xué)院組合導(dǎo)航與智能導(dǎo)航研究室組建的大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊，始建于2010年，經(jīng)過幾年的發(fā)展，本團(tuán)隊在科學(xué)研究、科技競賽、學(xué)術(shù)交流與學(xué)術(shù)梯度建設(shè)等方面成果顯著，在全國“挑戰(zhàn)杯”競賽和中國智能車未來挑戰(zhàn)賽中取得優(yōu)異成績。
據(jù)悉，中國青少年科技創(chuàng)新獎勵基金是在2004年鄧小平同志百年誕辰之際，根據(jù)小平同志遺愿，小平同志親屬捐獻(xiàn)出小平同志生前全部稿費，委托共青團(tuán)中央、全國青聯(lián)、全國學(xué)聯(lián)、全國少工委共同設(shè)立的，主要用于支持中國青少年科技創(chuàng)新活動，促進(jìn)中國青少年科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)。2014年，該基金委托團(tuán)中央學(xué)校部啟動遴選大學(xué)生“小平科技創(chuàng)新團(tuán)隊”工作，即面向全國大學(xué)生遴選支持100個在學(xué)術(shù)研究、科技競賽、成果轉(zhuǎn)化等方面取得突出成績或顯示較大潛力的大學(xué)生科技創(chuàng)新團(tuán)隊，命名為“小平科技創(chuàng)新團(tuán)隊”。
附：團(tuán)隊事跡
智能地面移動機(jī)器人創(chuàng)新團(tuán)隊是一支以北京理工大學(xué)自動化學(xué)院組合導(dǎo)航與智能導(dǎo)航研究室為依托組建的大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊，始建于2010年，經(jīng)過幾年的發(fā)展，本團(tuán)隊在科學(xué)研究、科技競賽、學(xué)術(shù)交流與學(xué)術(shù)梯度建設(shè)等方面都取得了顯著的成績，主要科研研究方向：地面移動機(jī)器人與智能導(dǎo)航技術(shù)。
本團(tuán)隊圍繞“蛙板機(jī)器人”和“IN2BOT智能車”兩大研究平臺，開展創(chuàng)新實踐活動。經(jīng)過近年來研究工作的積累，主要成員已形成較穩(wěn)定的研究方向，相互之間配合默契，是一個團(tuán)結(jié)、協(xié)作的集體。團(tuán)隊采用“蛙板機(jī)器人”小組以博士生帶領(lǐng)，本科生為主力，“IN2BOT智能車隊”以博士生帶領(lǐng)，研究生為主力的基本模式，使團(tuán)隊中的隊員一步步深入?yún)⑴c到創(chuàng)新實踐中，并在這個過程中形成傳承積累，這樣的跨年級人員梯隊培養(yǎng)機(jī)制也為團(tuán)隊創(chuàng)新成果的延續(xù)鋪就了堅實的道路。
圖1 兩棲蛙板機(jī)器人（上），IN2BOT智能車（下）
創(chuàng)新團(tuán)隊近幾年的研究工作得到了多方的支持和肯定，其中《智能蛙板機(jī)器人》及其重大改進(jìn)作品《兩棲蛙板機(jī)器人》分別獲得第12屆、13屆全國挑戰(zhàn)杯學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一等獎；IN2BOT智能車分別獲得了2012和2013年中國智能車未來挑戰(zhàn)賽的第六名和第五名，特別是在2012年完成了本屆比賽城區(qū)賽道上唯一一次超車（超越其他參賽智能車）。
本團(tuán)隊所依托的北京理工大學(xué)自動化學(xué)院“組合導(dǎo)航與智能導(dǎo)航實驗室”科研條件豐富，擁有一個全天候?qū)?nèi)開放的創(chuàng)新實驗室與一個占地幾百平方米的車庫，實驗儀器、器材齊備。同時實驗室有寬敞的的智能車實驗場地與專門構(gòu)建的兩棲蛙板機(jī)器人所需的水陸實驗環(huán)境，為課題的實驗提供了充足的場地和設(shè)備條件。同時，實驗室與多個企業(yè)和研究所建立了長期穩(wěn)定的合作關(guān)系，創(chuàng)造了良好的科研環(huán)境和學(xué)術(shù)氛圍。
團(tuán)隊現(xiàn)擁有指導(dǎo)老師三名，包括教授兩名與副教授一名，其中付夢印教授為教育部長江學(xué)者特聘教授，高水平的指導(dǎo)隊伍為本團(tuán)隊創(chuàng)新實踐奠定了重要的基礎(chǔ)。
自2010年3月智能地面移動機(jī)器人創(chuàng)新團(tuán)隊成立以來，團(tuán)隊成員們齊心協(xié)力，眾志成城，秉承踏實肯干的科研作風(fēng)，在團(tuán)隊課題上發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維，在完成課題任務(wù)的同時也不斷提高自己的科研能力和學(xué)術(shù)水平。團(tuán)隊成員一路走來，不僅在國內(nèi)外期刊或會議上發(fā)表了一些高水平的論文，而且在各項創(chuàng)新大賽上都屢獲佳績，團(tuán)隊正在一步一步走向成熟。
整個團(tuán)隊由博士生、研究生、本科生等各個不同年級的同學(xué)組成，一般是由博士生帶領(lǐng)著研究生或者本科生進(jìn)行研究制作。在兩個基礎(chǔ)研究項目——“蛙板機(jī)器人”和“智能車”的過程中有很多令人難忘的感人瞬間，每當(dāng)隊員們回憶起的時候，昨天一起奮斗的場景都仿佛歷歷在目。
蛙板機(jī)器人
2011年第十二屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽，歷經(jīng)一年完成的智能蛙板機(jī)器人終于第一次完整地展示了自己的功能。對于參賽者宗民來說他深有體會，“我們在做這個機(jī)器人的過程中遇到了很多問題：機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計、加工與制作；運動的仿真；算法的設(shè)計；調(diào)試等等。因為電機(jī)出了問題，我們在比賽前一周才有了調(diào)試時間。” 確實，與其他參賽作品不同，該機(jī)器人是團(tuán)隊的原創(chuàng)，在很多方面都需要自己去探索，甚至包括運動方式的可行性。依靠著十足的創(chuàng)新性，機(jī)器人最終贏取了評委的掌聲，獲得了一等獎。
圖2 智能蛙板機(jī)器人
兩年后，在智能蛙板機(jī)器人的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊對其進(jìn)行了重大的改進(jìn)與研究，使機(jī)器人從陸地運動形式轉(zhuǎn)變?yōu)樗憙蓷y(tǒng)一的運動形式，在很大程度上提高了機(jī)器人的運動能力和工作范圍。團(tuán)隊也參加了2013年第十三屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽，并獲得了評委的一致好評，再次取得了一等獎的佳績。該機(jī)器人的主要創(chuàng)新之處在于使用了一種雙擺臂的運動形式，通過這種運動形式實現(xiàn)了世界上首例水陸兩棲運動形式統(tǒng)一的兩棲機(jī)器人。
圖3中展示了兩個機(jī)器人：黑色的是第一代兩棲蛙板機(jī)器人；花色的是第二代兩棲蛙板機(jī)器人。二代機(jī)器人是在一代機(jī)器人的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，它在穩(wěn)定性以及運動速度方面有了很大的提高。
圖3 兩棲蛙板機(jī)器人（兩代）
兩代兩棲機(jī)器人的制作與研究中，團(tuán)隊成員在得出方案后立即詳細(xì)制定出了時間節(jié)點安排以及制作方案，包括前期準(zhǔn)備階段，中期制作過程，后期完善以及調(diào)試過程。團(tuán)隊成員也按照每個成員的不同情況制定了詳細(xì)的成員工作分配，使每個人發(fā)揮自己最強(qiáng)的實力。
兩棲蛙板機(jī)器人的制作過程充滿了艱辛。在這期間，團(tuán)隊成員夜以繼日，成員們都放棄了雙休日、寒暑假以及國慶假期，每天都奮戰(zhàn)在實驗室。在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)與要求下，團(tuán)隊成員一步步完善機(jī)器人的性能以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，用實際行動和100%的精力去實現(xiàn)自己的挑戰(zhàn)杯之夢。
圖4 蛙板機(jī)器人調(diào)試過程
接近一年的奮斗歷程，團(tuán)隊成員克服了種種困難成功地進(jìn)行了兩代兩棲機(jī)器人的制作以及調(diào)試。期間團(tuán)隊成員也遇到了很多困難：機(jī)械干涉問題、外殼難以安裝、電機(jī)老化極其損壞、燒壞電路板、程序調(diào)試難題、信號干擾……在困難面前，團(tuán)隊成員用最理智的方法解決難題，保證每次的損失達(dá)到最小。機(jī)械零件的繪制、外殼模型的建立與繪制、機(jī)器人的整體安裝、加工廠的尋找、合同的簽訂、方案的制定……每一個過程團(tuán)隊成員都得親自完成。
圖5 蛙板機(jī)器人水下實驗
“不過在這個過程中，我們都成長了不少。我們的團(tuán)隊意識以及科研能力都得到了足夠地鍛煉，挑戰(zhàn)杯是一次難得的比賽，我們得慶幸擁有這次難得的機(jī)會！”成員張劍青說，一年的艱苦過程，團(tuán)隊成員間相互學(xué)習(xí)、相互討論，每個成員都有了或多或少的成長。
圖6 第13屆挑戰(zhàn)杯現(xiàn)場（上），團(tuán)隊成員接受電視臺采訪（下）
雖然已經(jīng)拿過兩次挑戰(zhàn)杯一等獎，但是蛙板機(jī)器人的研究還在繼續(xù)。在制作與研究期間，我們也多次受邀參加一些國際性的展覽會，并獲得了專家們的一致好評。有幾家船舶公司與與某科研公司向團(tuán)隊表達(dá)了強(qiáng)烈的合作意向，團(tuán)隊欣然接受。接下來，團(tuán)隊將對其運動形式以及多目標(biāo)協(xié)同方面做進(jìn)一步的研究，使得機(jī)器人更加走向成熟。
智能車
2012年“中國智能車未來挑戰(zhàn)賽”上，一輛外表奇特的智能車引起大家濃厚的興趣，也得到了央視的特寫鏡頭。
圖7 2012年中國智能車未來挑戰(zhàn)賽精彩畫面
該車就是來自本團(tuán)隊的“波特號”智能車。2012年，團(tuán)隊首次參賽，籌備了一年的勞動成果終于有了它展示的舞臺，并取得了第六名的成績。作為后來者，團(tuán)隊成員在技術(shù)、經(jīng)驗以及參賽規(guī)則上會有所欠缺，但是團(tuán)隊成員有的是斗志。那一年，團(tuán)隊成員放棄寒暑假、國慶假期以及雙休日一直奮戰(zhàn)在實驗室，累了隊員們互相鼓勵，困了輪流休息，一點點地攻克面前的難題。
“快比賽時他們在良鄉(xiāng)校區(qū)調(diào)試了一兩個月，回來的時候我看到楊老師的胡子頭發(fā)都長的很長了，而且人也瘦了不少。”一位學(xué)生如是形容指導(dǎo)老師楊毅。“確實，這中間團(tuán)隊成員吃了不少苦，但是在科學(xué)面前團(tuán)隊成員無怨無悔，我們追求的是更高更強(qiáng)。我們來年還會繼續(xù)戰(zhàn)斗的！”賽后隊員朱昊說道。雖然過程很艱辛，但是在科學(xué)面前，團(tuán)隊成員們踏實嚴(yán)謹(jǐn)，一起為團(tuán)隊的明天奉獻(xiàn)自己的那一份力量。
2013年全國智能車未來挑戰(zhàn)賽，正如隊員朱昊所說的，IN2BOT智能車隊第二次如約參賽。這次團(tuán)隊派出的“特立獨行號”智能車獲得了城郊道路第五名，城區(qū)道路第四名，綜合排名第五的成績，并在中韓對抗賽中戰(zhàn)勝了韓國首爾大學(xué)車隊，可算是完成了預(yù)期的任務(wù)，也算是對團(tuán)隊一年來的工作的一個認(rèn)可。
圖8 2013年中國智能車未來挑戰(zhàn)賽比賽畫面
“這一年來我們提高了不少：硬件上采用了世界上一些先進(jìn)的技術(shù)，并且在原有的基礎(chǔ)上又增加了一些功能，車輛本身的運行上更加穩(wěn)定可靠；軟件上算法更加嚴(yán)謹(jǐn)靈活，結(jié)構(gòu)更加清晰，功能日趨完善。”隊員王新宇說道。相比于“波特號”智能車，團(tuán)隊成員在保留原有可靠性能的基礎(chǔ)上，對“特立獨行號”智能車進(jìn)行了很多方面的改進(jìn)：底盤降低，使得性能更加可靠，運行起來更加平穩(wěn)；續(xù)航能力方面，團(tuán)隊成員由以前的蓄電池驅(qū)動改進(jìn)為了燃油驅(qū)動，使得車輛的行駛距離大大延長，由原先的幾十公里到現(xiàn)在的無限制里程；算法方面，綜合考慮了生活中駕駛員的多感官問題，由原先嚴(yán)格的運行模式切換改進(jìn)為現(xiàn)在的多個傳感器并行處理無切換模式等等。
“我記憶中最深刻的就是到達(dá)常熟后，團(tuán)隊成員沒有一點休息時間。為了適應(yīng)比賽賽道，在沒比賽的時候團(tuán)隊成員基本整天都在調(diào)車。比賽日的時候，也是每天凌晨兩三點就起床，到現(xiàn)場摸黑進(jìn)行調(diào)試，生怕耽擱了寶貴的時間。那段日子真的夠刻骨銘心的，雖然累得不行，不過也算是一個難忘的經(jīng)歷。”作為比賽選手，閆光對此深有體會。
兩年兩輛車，對于本團(tuán)隊來說，團(tuán)隊成員正在一步步地往前邁進(jìn)，技術(shù)日趨完善，成果愈加豐富。來年團(tuán)隊成員還會繼續(xù)戰(zhàn)斗，奮戰(zhàn)在未來挑戰(zhàn)賽的最前線，并且會取得新的突破，獲得應(yīng)有的豐收，為中國的無人汽車發(fā)展出一份力。
自從2010年3月智能地面移動機(jī)器人創(chuàng)新團(tuán)隊成立以來，團(tuán)隊獲得了不少的榮譽以及獎勵，這其中也缺少不了團(tuán)隊體制的日趨完善。在這個團(tuán)隊中，每個人都發(fā)揮著自己無可替代的作用。作為國家未來的棟梁，團(tuán)隊成員們有責(zé)任也有義務(wù)將自己人生中最燦爛最有干勁的美好時光奉獻(xiàn)給科研，為國家建設(shè)奉獻(xiàn)自己的青春！
