走進(jìn)鄭州大學(xué)雙足機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室(以下簡(jiǎn)稱“雙足實(shí)驗(yàn)室”),耳邊是此起彼伏的鍵盤敲擊聲。實(shí)驗(yàn)室成員們坐在計(jì)算機(jī)前,或編寫代碼,或?qū)W習(xí)網(wǎng)課,各自沉浸在一方小小的世界里。桌面上擺放著一個(gè)雙足人形機(jī)器人、一輛智能車、一架無(wú)人機(jī)和一些實(shí)驗(yàn)裝置,無(wú)聲地見證著實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)個(gè)日夜。
雙足實(shí)驗(yàn)室的研究從一個(gè)雙足人形機(jī)器人開始,致力于機(jī)器人研發(fā)、控制及應(yīng)用工作,范圍涵蓋多個(gè)學(xué)科和多種技術(shù)。從2012年成立至今,實(shí)驗(yàn)室成員斬獲2019亞太機(jī)器人世界杯天津國(guó)際邀請(qǐng)賽RoboCup@home組賽項(xiàng)一等獎(jiǎng)、中國(guó)機(jī)器人大賽暨RoboCup機(jī)器人世界杯中國(guó)賽—工程競(jìng)技類機(jī)器人—類人形機(jī)器人競(jìng)技全能賽全國(guó)一等獎(jiǎng)(亞軍)等多項(xiàng)國(guó)際國(guó)內(nèi)賽事獎(jiǎng)項(xiàng),發(fā)表多篇高水平論文,擁有多項(xiàng)專利。許多成員保研至國(guó)內(nèi)外名校,或被聘用至國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)。在雙足實(shí)驗(yàn)室,不僅有創(chuàng)新思維的碰撞、軟硬件實(shí)力的提升,更有亦師亦友的珍貴情誼。
“團(tuán)隊(duì)就像家一樣”
電氣與信息工程學(xué)院2022級(jí)曹家希同學(xué)第一次來(lái)到雙足實(shí)驗(yàn)室時(shí),正碰見學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐們?cè)谟懻搯?wèn)題。“當(dāng)時(shí)我就覺得實(shí)驗(yàn)室氛圍真好,大家都把團(tuán)隊(duì)當(dāng)成家一樣。”完成各項(xiàng)招新考核后,他如愿進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。
“初進(jìn)實(shí)驗(yàn)室時(shí),無(wú)論是操作機(jī)器還是編寫代碼,難免有手足無(wú)措之感。”機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院2022級(jí)的周慶鑫回憶。從0到1的突破,從實(shí)驗(yàn)室學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐的經(jīng)驗(yàn)傳授開始。除常規(guī)的技術(shù)指導(dǎo)外,雙足實(shí)驗(yàn)室的“前輩”更傾向于向“新手”傳授方法論層面的指導(dǎo)。“這些指點(diǎn)讓我們高效地將基礎(chǔ)知識(shí)運(yùn)用到項(xiàng)目實(shí)踐中,無(wú)意中規(guī)避了很多困難,迅速走上正確的道路。”曹家希說(shuō)。
在實(shí)驗(yàn)室做科研和學(xué)習(xí),成員們感到“坐得住”“很安心”。尤其到備賽階段,大家就一起廢寢忘食地跑數(shù)據(jù)、做測(cè)試、調(diào)試機(jī)器。在與機(jī)器人和編程的交手中,實(shí)驗(yàn)室成員們逐漸燃起了對(duì)科研的熱情,從基礎(chǔ)研究出發(fā)開始了科研的旅程。
不斷改進(jìn)雙足人形機(jī)器人是實(shí)驗(yàn)室成員深化科研成果的重要渠道。在此過(guò)程中,“創(chuàng)新”是解決問(wèn)題的有力手段。在2023年中國(guó)機(jī)器人大賽暨RoboCup機(jī)器人世界杯中國(guó)賽(工程競(jìng)技類機(jī)器人—類人形機(jī)器人競(jìng)技全能賽)中,由于規(guī)則的改變,之前的機(jī)器人上的紅外傳感器易受環(huán)境光線的干擾,識(shí)別穩(wěn)定性很差,勝算甚微。深思熟慮后,大家決定改用在機(jī)器人上搭載攝像頭,使其直接對(duì)賽道進(jìn)行感知。
“我們是第一個(gè)采用攝像頭方案的隊(duì)伍,其實(shí)心里也挺沒底的。”曹家希說(shuō)。他們不斷調(diào)試、測(cè)試,但最初攝像頭雖然解決了紅外傳感器的一些弊端,但對(duì)一些特定任務(wù)區(qū)(如彎道、障礙物)的識(shí)別仍然不穩(wěn)定。直到賽前一周,他們終于找到了易誤區(qū)的一些識(shí)別畫面特征,通過(guò)編寫針對(duì)性的實(shí)時(shí)算法,在捕捉和判斷后執(zhí)行正確指令,針對(duì)機(jī)器人易出錯(cuò)的環(huán)節(jié)進(jìn)行了有效的算法改進(jìn),徹底解決了穩(wěn)定性的問(wèn)題。在比賽中,他們是第一個(gè)采取攝像頭純視覺方案并實(shí)現(xiàn)所有功能的隊(duì)伍,取得了該賽道全國(guó)亞軍的好成績(jī)。
他們是科研中攻克難題的同行者,生活中酸甜苦辣的分享者,成長(zhǎng)道路上喜悅的同慶者。在共同進(jìn)步的過(guò)程中,他們逐步建立起溫暖深厚的友誼,并肩走向更遠(yuǎn)之處。“在此過(guò)程中,老師們積極幫我們建立與相關(guān)專業(yè)人員的溝通,保證我們的設(shè)備始終可以正常運(yùn)行。”計(jì)算機(jī)與人工智能學(xué)院2021級(jí)的石祥立說(shuō)。另外,計(jì)算機(jī)與人工智能學(xué)院也始終關(guān)注實(shí)驗(yàn)室的研究進(jìn)展,為實(shí)驗(yàn)室提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)支持。
“并肩而行”走得更遠(yuǎn)
雙足實(shí)驗(yàn)室的展示柜里整齊地陳列著一排排獎(jiǎng)杯和榮譽(yù)證書。這些成果鼓舞著一屆屆雙足實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)接續(xù)奮斗,走向更加深廣的世界。2024年9月,5名2021級(jí)的雙足實(shí)驗(yàn)室成員憑借著優(yōu)異的表現(xiàn),保研至清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、東北大學(xué)和信息工程大學(xué),超過(guò)該年級(jí)實(shí)驗(yàn)室成員的半數(shù)。
“當(dāng)我看到學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐都能做出優(yōu)異的成績(jī),身邊的小伙伴也是齊心協(xié)力地做好一個(gè)個(gè)項(xiàng)目時(shí),我便更有勇氣去挑戰(zhàn)一些困難的事情。”石祥立認(rèn)為雙足實(shí)驗(yàn)室給他的底氣讓他“不會(huì)輕易否定自己”。抱著這樣的態(tài)度,石祥立在重大科技創(chuàng)新競(jìng)賽中獲21項(xiàng)國(guó)家級(jí)和14項(xiàng)省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì),發(fā)表1篇SCI論文和2篇EI會(huì)議論文,先后榮獲國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金、國(guó)家勵(lì)志獎(jiǎng)學(xué)金等榮譽(yù),成功直博保研至清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院。
對(duì)于機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院2021級(jí)的陳鎮(zhèn)鏵來(lái)說(shuō),雙足實(shí)驗(yàn)室學(xué)科交叉、知識(shí)融合、技術(shù)集成的特點(diǎn)讓他掌握了更全面豐富的知識(shí)。在大一的雙足實(shí)驗(yàn)室宣講會(huì)上,他了解到現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備廣泛融合了電子、控制、傳感和信息技術(shù),加入了實(shí)驗(yàn)室和計(jì)算機(jī)相關(guān)性更強(qiáng)的電控組。陳鎮(zhèn)鏵掌握了一些編程語(yǔ)言和算法知識(shí),這方面的知識(shí)積累讓他“擁有了更強(qiáng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力”。得益于此,陳鎮(zhèn)鏵成功推免至西安交通大學(xué),攻讀機(jī)械工程—激光精密制造專業(yè)方向的研究生。
在雙足實(shí)驗(yàn)室的科研經(jīng)歷不僅提高了成員們的“硬實(shí)力”,也讓他們?cè)诿媾R道路選擇和學(xué)習(xí)困境時(shí)有了分享和傾訴的摯友。計(jì)算機(jī)與人工智能學(xué)院2021級(jí)的黃健坦言自己大一大二時(shí)并無(wú)堅(jiān)定的保研想法。在實(shí)驗(yàn)室學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐熱心的經(jīng)驗(yàn)分享和幫助之下,他最終保研至東北大學(xué)。邵一帆在大三時(shí)曾經(jīng)認(rèn)為自己保研無(wú)望,在目標(biāo)搖擺不定的時(shí)刻,他在實(shí)驗(yàn)室朋友們的支持下潛心于學(xué)習(xí)和科研,最終保研至西安交通大學(xué)。
“自己真正追求的是什么”是他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室時(shí)常會(huì)談到的話題。計(jì)算機(jī)與人工智能學(xué)院2021級(jí)的劉暢在一次宣講會(huì)上萌發(fā)了成為一名軍校研究生的想法。“我的爸爸是一名退役軍人,受他影響,我一直很想把青春獻(xiàn)給國(guó)防事業(yè)。”當(dāng)劉暢把想法告訴實(shí)驗(yàn)室的伙伴們時(shí),得到了大家的一致支持。“準(zhǔn)備軍校研究生的推免時(shí),我每天都和他們聊天,在最難熬的時(shí)候,也多虧他們的陪伴。”劉暢感慨道。現(xiàn)在,他如愿收到了中國(guó)人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)的入學(xué)通知。“萬(wàn)家燈火輝映,軍人當(dāng)為執(zhí)劍守護(hù)之衛(wèi)士,今夜如此,夜夜皆然!”劉暢始終記得自己聽到國(guó)防部發(fā)言人譚克非大校說(shuō)這句話時(shí)自己熱淚盈眶的瞬間。在未來(lái),他將以一名軍人的身份繼續(xù)前行。
身處雙足實(shí)驗(yàn)室,大家勠力同心,在科研道路上向深處鉆研、向廣處發(fā)展;走出雙足實(shí)驗(yàn)室,成員們各秉所志,奔赴更加廣闊的天地。雙足實(shí)驗(yàn)室用一個(gè)小小的雙足人形機(jī)器人撬動(dòng)了很多青年學(xué)子的科研夢(mèng)想,一代代從雙足實(shí)驗(yàn)室走出去的同學(xué)們也正在用勇于創(chuàng)新和腳踏實(shí)地的精神書寫屬于自己的人生篇章!(魏沁雯 呂品涵 撰稿)


部分實(shí)驗(yàn)室成員一起參加相關(guān)科研比賽