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“Nautilus”战队:追求卓越,把机器人做到极致

2023年11月06日 11:34 宣传部 点击:[]

新闻中心学生记者 王莉飞 周姝琦


10月27日,由人民日报社与湖北省武汉市委、市政府共同主办的2023媒体融合发展论坛在武汉市举行。在人民网主办的“智融未来”·AI成果展示会上,武汉工程大学“Nautilus”战队受邀呈现了一场精彩的机甲大师对抗赛表演。

短短四年,武汉工程大学“Nautilus”战队进阶“神速”。从四年前的队伍初建,到两年前挺进中部十六强,再到今年拿下全国二等奖他们一跃成为全国大学生机器人比赛华中地区高校战队领跑者

四年前孵化于机电工程学院的战队,如今已茁壮成长为覆盖机械、工业设计、外观设计、电气、经济、法商等多个专业的跨学科学生团队,创新创业学院教师张聪、艺术设计学院副教授王雅溪,创新创业学院教师张哲,机电学院教授陈绪兵、曹鹏彬以及学校各职能部门共同参与带队,与战队休戚与共,持续陪伴团队成长。

今年8月,第二十二届全国大学生机器人大赛“RoboMaster·2023机甲大师超级对抗赛”全国总决赛在深圳落下帷幕。经过与全国众多顶尖高校的角逐,武汉工程大学“Nautilus”战队一路过关斩将,拿下中部区域赛一等奖,并首次成功晋级全国总决赛,荣获全国赛二等奖,创下我校在该项赛事上的历史最佳成绩

RoboMaster·机甲大师超级对抗赛由大疆发起,作为全国大学生机器人大赛旗下赛事之一,是专为全球科技爱好者打造的机器人竞技与学术交流平台。赛事致力于培养与吸纳具有工程思维的综合素质人才,并将科技之美、科技创新理念向公众广泛传递。作为全球规模最大、最具观赏性和技术性的机器人赛事之一,它不断挑战大学生对机器人的设计、制造、编码和操作能力,每年吸引全球400余所高等院校参赛


热爱:

场下7000次的测试

只为赛场上那7分钟的飞驰

“Nautilus作为新晋黑马,之所以能在短短四年的时间里,打败部分老牌战队进入国赛,还要归功于团队永不磨灭的热爱与传承。”队长孙羽坦诚地说。不同于一般的比赛,RoboMaster更像是一场马拉松,时间战线拉得很长,每届备赛研发周期长达1年,而比赛时间却仅有短短几天。从每年10月公布新赛制起,整个战队就需要高速运转起来。

对于孙羽来说,喜欢上RoboMaster是一瞬间的事。“那天我在机电学院实验室参观,一进门就看见了正在播放的决赛视频,当时一下子就被吸引到了。”这喜欢说不清、道不明,可能是看着赛场上的一方机器人投弹一个比一个准、打得另一方血量噌噌掉的激动,也可能是双方机器人猛攻对方前哨站的激烈,孙羽抑制不住自己的好奇和喜悦,立马申请加入战队。

机器人从何而来?自己造。战队一上场就是7台不同类型、不同功能的机器人,包括英雄机器人、步兵机器人、工程机器人、空中机器人。从电脑里的一张张零件图纸、一行行代码,到摆在加工桌上的一辆真实的、能进行对抗的机器人,其中每一个环节都不容忽视。

“新生加入战队后,会成为梯队成员,学长学姐会从画图纸、拧螺栓、焊电板开始一步一步教。”运营组负责人马伟悦说。但是仅仅靠这些简单的手操是远远不够的,团队成员还需花大量的时间自主学习C语言、SOLIDWORKS等设计软件。

大学伊始,侯玉唐就加入了Nautilus战队。2021年赛季,战队首次加入工程机器人,由于尺寸把控失误,赛场上整个战队没有获得“经济”,最终止步区域赛。看着学长学姐眼中的失落,侯玉唐深深感受到了比赛的残酷性。为了弥补这一次遗憾,战队认真反思、复盘、总结经验,并发布在战队公众号上,以便时时刻刻提醒自己。

不断画图、制作,反复测试、修改,在2022年赛季中,战队研发出了新式结构——能够空接横移气动夹爪工程。由于未能合理规划时间,虽然机械上进行了多版本创新,但电控未能顾及,频繁的掉线使得这一次比赛未能弥补遗憾。但首次打进了复活赛的机会,给予了队伍很大鼓舞。为不留遗憾,队员们全部申请留校备战复活赛。机械组反复调试工程车,电控组的代码控制也在不断编排,在战队信心满满准备冲击复活赛时,疫情再度来袭,比赛中止。2022年赛季宣告结束。

2023年一定要把遗憾弥补回来!” 带着坚定的信念,战队再次踏上征途。这一次,他们终于做到了,赛场上工程机器人的稳定发挥还拿下了工程实战奖全国一等奖的好成绩,场下7000次的测试只为赛场上那7分钟的飞驰。


迭代:

零基础尝试 无数次试错

“首次加入无人机飞行器”

Robomaster比赛每年结合全球科技领域的前沿热点迭代竞技规则,只有不断创新才不至于被淘汰。在机械组王伟业眼中,“迭代”是保持队伍战斗力的加持器。比赛的好成绩需要队员们精益求精,不断地深入探索和革新,机甲大师的备赛过程极好地锻炼了大家的工程师思维,使大家逐渐具备一名合格工程师该有的团队精神。他说,“遇到困难我们从不逃避,目标没有最好,只有更好,我们需要学习更多知识,掌握更多技能,即便无法快速精通,但是绝不能一窍不通。”

“迭代”是Nautilus战队的关键词,它意味着传承,意味着研发过程的去粗取精。车体的性能是取胜的关键之一。Nautilus战队的第一代英雄机器人很难稳定发弹击打敌方的机器人,在一代代的传承与改进中,直到2022年才逐步优化。今年,Nautilus战队有了新的备战思路,即采用弹速弹道,并在视觉上采用了反前哨站的算法,让英雄机器人尽可能的躲避敌方的攻击,从而留存更多血量以此获得胜利,其中迭代变化最大的便是工程机器人。

2023年赛季Nautilus战队首次加入无人机飞行器,“我们这个赛季的无人机是从零基础开始,我们只能不断在网上学习,自己尝试拼接并不断试错。”无人机组负责人洪宇航说。相较于传统的利用英雄机器人和工程机器人的机械臂提供视野,本赛季的无人机能够提供整场视野,让操作手能够更好的击打敌方机器人,这也给技术研发提出了更高的要求。

无人机的全新尝试是洪宇航和队友率先提出的。距离上个赛季结束不到一个月,洪宇航便投入到新一轮备赛中。他自己买了电机和配套的零件,在实验室里找到了适配的飞控后,他便开始没日没夜地制作小型的无人机,反复组装又拆卸,控制又重新写代码。一周以后,当第一台自制的小型无人机稳稳当当地在实验室起飞时,队友一阵惊呼。在得到队内的一致认可后,战队就着手制作中型无人机。

小型无人机的制作相对顺利,但在制作中型和大型无人机时,麻烦却一个又一个接连出现。无论是无人机在空中“横冲直撞”,还是从20米高空中坠毁,无数次的试错并没有让Nautilus战队气馁,反而愈挫愈勇。洪宇航说:“虽然无人机的试错成本和研发成本都非常高,但是每一个‘兵种’对比赛而言都很重要,一次错了,就再开始第二次,我们会选择不断地去做,直到拿下它。”

从2022年9月的第一代无人机制作,到分区赛的第五代无人机真正登上RM舞台,历时九个月。尽管在分区赛无人机并没有发挥它真正的作用,但是在国赛中提供了30s的宝贵视野。“虽然提供的时间比较短暂,但是在关键赛程中,观察到敌方机器人能对战局起关键作用,这样看九个多月的努力很值得!”大家一致表示。


延续:

那是我们的团队因子

是我们“RM人”才能体会到的

Nautilus——鹦鹉螺,被称之为海洋里的“活化石”,在漫长的几百万年演变中,其结构基本没什么变化,甚至还给现代的潜水艇带来了不少灵感。经典科幻作品《海底两万里》里船长尼莫和他的“鹦鹉螺号”潜艇,在近十个月的海底旅行中,和他的客人们饱览了海底变幻无穷的奇异景观和形形色色的生物,历经种种冒险,最终回到海岸。

“这与我们的备战很相似。我们选取鹦鹉螺作为战队的标志,不仅仅是向科幻致敬,更代表了锐意进取、百折不挠的团队精神。”Nautilus运营部负责人马伟悦说。Robomaster比赛过程中常常伴随着一些意想不到的小插曲。回忆起那个小插曲,马伟悦至今心有余悸。

8月6日凌晨,在四下安静的火车上,马伟悦收到了一则坏消息——托运车体的货车出现了故障,此时距国赛仅剩3天,这无异于晴天霹雳。原本已熟睡的队员们立马清醒,急得在群里连夜讨论解决方案,此时大家还没有意识到事情的严重性。直到抵达深圳,战队才真切感受到“致命伤害”。车体和道具都受到了不同程度的损伤,甚至还遗失了飞坡。

不过Nautilus战队的决心不会轻易被击垮。“车有损伤?重新调!道具丢了?重新做!”放下行李后,队员们纷纷聚集在一起,商量如何修复各自的机体。十几个人挤在一个小房间,逼仄的环境反而加快了时间的紧迫感,大家头碰头,守着一个角落,时间飞逝的夜晚,时不时传出几声低语

“那几天几乎没怎么休息,整夜整夜地修车,每一分钟都是机会,我们不敢也不愿浪费。”孙羽回忆。在第一场0:2输给华南农业大学后,队友们不约而同默契投入下一场比赛的战术调整中。比赛的那一个星期,白天属于对手,是Nautilus战队的战场;夜晚属于自己,是Nautilus战队的奋战。凌晨四点的夜空让战队想到了工大的夜空,透着熟悉的朦胧光亮。

“我们还是挺能适应这种节奏的,在校备赛期间也是如此,虽然休息时间不多,但是赛场的氛围能让我们集中精神,保持状态。”视觉组刘晓凤想起了备赛的那段时间。平日里,队员是教室、实验室、食堂、宿舍“四点一线”;备赛前夕,是教室、实验室、食堂“三点一线”。

省赛前半个月,刘晓凤几乎没在宿舍休息过。每天上完课就泡在实验室检验算法,为了尽快得出一些结果,每天凌晨两点多才歇下,甚至偶尔通宵。“我们实验室有好几张行军床,大家要休息了就直接睡,刘晓凤那一阵子天天‘夜不归宿’,直到早上七点多才回宿舍拿课本。”作为队友兼室友,马伟悦深知她的辛苦与疲惫。

战队三十多人亦是如此,白天上课,晚上准备比赛,凌晨实验室不乏有编写代码和调试机器人的身影。为了节约时间,不少队员把课本搬到了实验室的角落里,以减少往返宿舍的时间。连着半个多月,实验室里都有五六个“常住户”。机甲大师比赛非常考验团队协作,任何一个环节出错,都可能导致整场比赛的失误。

“我们是一个团队,每个人都不可或缺,我们必须完成自己的任务,不给团队拖后腿。”刘晓凤的坚持,源于一次观摩现场比赛,“在赛场我亲身感受到了学长学姐的拼搏和奋斗,我在现场也热血沸腾,那是属于我们团队的因子,是我们每一个RM人才能体会到的。”

“Nautilus”战队的飞速发展离不开学校和学院的鼎力支持,学校牵头机电工程学院、艺术设计学院、计算机学院等各学院围绕机器人赛事的开展为学生们提供经费和场地支持,搭建了一个培养青年工程师、传播工程师文化的实践平台。

战队指导老师张聪说,他们怀着“做一名卓越工程师”的理想,秉着“把事情做到极致”的态度,沿着“初心高于胜负”的路径,专注于机器人赛事领域。王雅溪老师鼓励大家尽情释放“对技术的想象力与野心”,并且希望团队把比赛中积累研发的技术,应用到一些更有实用性的项目中。在老师们的引导下,打赢比赛不是终点,而是点燃未来的火花,他们要为国家和社会注入工大学子最热血的科创活力。


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