扬威世界的中科大机器人足球队
春风浩荡,暖融融的,吹得人坐不住了。
3月20日,在中科大办公楼的一间会议室里,一次特殊的会议开得热气腾腾。这是一年一度的校园机器人比赛战前动员会,学校教务处的高天芳老师像点将一样问道:“机械工程系的同学来了吗?”“到!”“热科学系?”“到!”还有能源工程系、自动化系、计算机科学系和电子科学与技术系,两个学院六个系的精兵强将云集帐下,运筹于“帷幄”之中。会议播撒了火种,一场比知识、比技术、比意志的机器人大赛即将又一次热遍校园。
1、中科大机器人足球队在国内是夺标劲旅,在国际上也是知名强队,多次在国内外赛场上扬威,受到国内外媒体的关注和赞扬,受到观众的喜爱
早在5年前,中科大就开始了足球机器人的普及和研究工作,在全国各高校中,率先为本科学生开设机器人足球课程,开展了丰富多彩的课外活动。
1999年金秋,中国首届机器人足球比赛在重庆大学举行。当时中科大机器人活动已经普及,所以很轻松地派出三支队伍参赛。比赛用的机器“人”实际上外形并不像人,而是狗,用的是日本索尼公司生产的一种宠物狗。它有着闪亮的眼睛,灵巧的四肢,会撒娇地叫唤,还会讨好地摇尾巴,看起来非常可爱。但是要让它上场踢足球,它的智能就不够用了。中科大的学生们给这些机器狗大动手术,彻底更换了控制程序,把宠物狗改造成了合格的“足球队员”。结果,这些脱胎换骨后的机器狗很争气,表现出色,一鸣惊人,囊括中国首届机器人足球比赛的冠军和亚军,把两个奖杯都捧了回来。
2000年6月,第二届中国机器人足球比赛由中科大主办,挟主场之利,中科大的队伍夺得了第二名。
2000年9月,中科大代表中国首次冲击世界机器人足球比赛。该校蓝鹰队参加了在澳大利亚举行的第四届机器人足球世界杯,在仿真组的比赛中,先后战胜了上届第五名的德国曼兹大学队等强手,表现不俗,获得了第九名。在比赛中,蓝鹰攻守兼备,踢进对方20个球,已方仅仅丢失3个球。德国某网站评论“中科大是中国机器人足球比赛的开拓者”,“精彩的表现令人惊叹!”
2001年8月,第五届世界杯机器人足球比赛在美国西雅图大学举行,中科大的蓝鹰再展雄风,获得了踢球项目的第五和教练员项目的第二。
去年,最重要的赛事是8月份在日本东京举行的首届亚广联大学生机器人大赛,值得多说几句。日本机器人研究和制造水平世界领先,举办机器人足球大赛已经有14年,在日本国内影响广泛,而且很实际地促进了机器人的产业发展。比如,世界瞩目的“本田人形机器人”和风靡世界的机器宠物狗,其雏形都来自于这项赛事。由于亚洲各国纷纷要求参加这项赛事,所以它升级成为洲际大赛。我国为了派出最有竞争力的队伍参加这次大赛,于6月先期在国内举行了预赛,这就是中央电视台举办的全国机器人大赛。虽然是预赛,争夺也很激烈,由于中央电视台的现场直播和北京报纸的炒作,比赛气氛异常热烈。清华大学、上海交大、哈工大等校都派出了强大的阵容,中科大应邀派出两支队伍参赛。中科大参加这次比赛的机器人“强强”从软件到硬件都由学生自己制造,是地道的国产机器人。“强强”并非自诩高强,确实不同凡响,它的独特之处是安装了视觉感应系统,就是说有了一双慧眼,能够根据场上的情况来做出反应动作。他的迅猛,他的灵活,都高人一筹。在比赛中,某些队为了追求锦标,利用规则的漏洞而采用“损招”,有的机器人突然伸出根“鱼杆”,像足球比赛中的拉人;有的甩出根铁链,像是足球比赛中的铲人。中科大却不屑于靠给别人使绊子而获胜,“强强”
靠自身的高性能过关斩将,一路高奏凯歌。连输掉的对手也说:“输给中科大的机器人,我们服气。”最后,中科大两个队在冠亚军决赛中胜利会师,进行了一场精彩的表演赛。中央电视台邀请了十多个中科院院士全程观看比赛,他们在赛后与中科大代表队进行了面对面的交流,连声称赞中科大学生素质高,对他们能在合肥制造出“强强”这样高水平的机器人感到惊讶和兴奋。
中科大代表队以无可争议的优势代表中国参加首届亚广联大学生机器人大赛。
8月,由竺长安教授带着10个大学生来到日本东京。第一次走出国门的中科大学生们表现出良好的精神风貌,面对日本媒体现场采访摄像机镜头,有些外国队的学生吓得直往后退缩,而中科大的学生却是有问必答,落落大方。竺教授感叹说:“现在的学生与我十几年前大不一样。当时中国很穷,我的外语会话也不过关,见到外国人只会傻笑。现在,我们的装备是一流的,衣服、手机、手提电脑,与来自美国、澳大利亚等国的队伍同在一个档次上。学生们英语很好,比日本人说的更好,所以我们的队员们给外国人的印象是既彬彬有礼,又坚定自信。我们还带了中国结等小礼物,广为发送,受到外国朋友的欢迎。”当然,中国队魅力主要还是在于实力。日本首次举办“亚广联大学生机器人大赛”,志在必得,早已将中国队当作主要对手。当我国中央电视台举办机器人大赛时,他们就派人去现场侦察了。在东京的赛事过程中,各队在场上调试机器,日本电视台直播的摄像机往往紧盯着中科大代表队。
比赛中最大的热门是日本丰桥大学队,他们是日本国内的冠军队,机器人做得精细、可靠,而且他们从实战出发,利用规则的漏洞,给机器人的手臂上安装了封堵对手的特殊装置,使对手无法发挥水平。有的强队被日本人的特殊装置所克制,无法踢球,很不服气地败下阵来。半决赛中,中科大队和日本丰桥大学队遭遇。这是一场硬仗,被日本媒体渲染为提前到来的决赛。日本皇太子等皇亲贵族到现场观看比赛,观众挤满了看台。不少外国队输给日本队很不服气,打电话给中科大队。竺教授和学生们反复商议,制定了反克制的战术。“强强”大显身手,一上场就先发制人,利用自身的快速和强壮,迅猛出击,合理冲撞,将日本机器人撞得人仰马翻,四个队员倒了三个,还有一个团团打转,无法封堵我方。然后,“强强”聪明地找回了自己的位置,从容不迫地将球射进对方大门。比赛场面是如此精彩,看台上不断响起热烈的掌声,日本的皇亲贵族们则焦急万分,不时站起身来。中科大队以明显的优势战胜了日本丰桥大学队,进入了决赛。短暂的休息后,紧接着进行决赛,中科大队与越南的胡志明大学队比赛。胡志明大学队并不是真正的强队,他们的机器人用橡皮筋控制射球,技术上是原始的。但是,中科大队准备时间只有5分钟,实在太仓促,加上多少有些轻敌,意外地输掉了这场比赛,最终获得了亚军。值得骄傲的是,“强强”脱颖而出,显示出有视觉、有触觉的优势,速度快,抗干扰能力强,智能化程度最高,因而众望所归地获得了“最佳技术奖”的殊荣。
2、机器人明星各有风采,它们的“父母”是大三大四的普通学生们。他们既有创新的奇思妙想,又有踏实苦干的精神
中科大的机器人可谓是校园骄子,它们不是为了比赛而由校方刻意组织科研部门制造出来的,而是出自于一些普通大三、大四的学子之手。
舞蹈明星———茶茶。去年10月,中科大举办了校园机器人舞蹈比赛,学生们各显其能,造出的机器人超出了专业人员的想象,有的像坦克、有的像飞碟、有的像变形金刚、有的像毛毛虫,但是都能随着音乐而翩然起舞。获得冠军的是“轻舞飞扬”队,机器人姑娘“茶茶”头披金发,身着绿裙,外表非常动人。她们身上暗藏了10个小型电动机,腰、颈、臂、肘、腕处都有关节,并有芯片控制,因而她们舞得很潇洒,如同耀眼的明星,随着印度的风情音乐,腰肢灵巧地扭动,两臂伸屈自如,不时来个180度或者360度的旋转,令人赞叹不已。她们的“母亲”就是普通本科生,甚至不是长于制造机器人的机械系学生,而是计算机系的四个女生。她们在“茶茶”身上倾注了自己的知识,也倾注了情感,那绿色的泡泡袖裙子,就是仿照着她们自己身上的裙子缝制的。
赛场骁将———蓝鹰。在中国首届机器人足球比赛获得冠军,并在第四届机器人足球世界杯赛中获得第九名的是四腿机器人蓝鹰。他的“父亲”,是一个叫杨斌的学生,看起来彬彬有礼,挺文静的,但是钻研起来有一股狠劲。最初报名参与研制的有十几个人,但是白手起家,困难太大,以至于其他人陆续退出了。杨斌仍然孤独求“败”,顽强地坚持着,在陈小平教授的指导下,在新队友的帮助下,他查阅了大量的国外资料,通宵达旦地做实验,经过无数次失败,终于使蓝鹰腾飞了起来,成为赛场上强悍的杀手。
智能功勋———强强。在中央电视台举办的全国机器人大赛和首届亚广联大学生机器人大赛中大显身手的强强,因队中两个主力队员朱家翔和钟小强而得名。朱家翔是队里的灵魂人物,被称为大强,他身手灵活,沉着镇定,具有坚强的心理承受能力,凝聚着整个集体。而钟小强活泼好动,热情机敏,被称为小强,是队里的管家和大使。他不仅会做机器人,借款、买票、报销等后勤事务也是他干得最多。他还负责对外公关,在训练场上借个器材,要个场地,常常靠他去“摆平”。女孩们喜欢他,当在北京比赛获胜之后,他的帽子、手提袋都被友队的女孩子们拿去做纪念了。在东京,还有些外国的女孩子要和他合影。指导老师竺长安半开玩笑地说,我认识大强和小强,不是先认识他们的脸,而是先认识他们的屁股。因为参加制造机器人的学生很多,一时记不住。而大强和小强总是趴在地上忙碌,他们屁股朝天的样子给我留下了深刻印象。他们的身上显示了中国现代大学生的优点,那么聪明能干,又那么勤奋执著,所以竺教授挑选了他们。大强、小强和队员们为了孕育“强强”,找资料、买材料、做实验,几乎把业余时间全花在了“强强”身上。到了“临产”的关键阶段,队员们干脆住进了“产房”———实验室。在那间散发着油漆味道、又闷又热的大房间里,同学们时常工作到深夜。饿了,就嚼几口面包;渴了,喝几口矿泉水;累了,就睡在地板上。几张白纸,用透明胶贴在一起,就是他们的床铺,轮流“享用”。有的队员在实验室里连续作战,连宿舍也不回,十几天也顾不上洗把热水澡。还有的同学嗓子发炎,连话都说不出来了,白天去医院吊水,晚上仍然回到实验室“补课”,打着手势干活。在艰苦的条件下,他们制造出了拥有完全知识产权的国产机器人“强强”。他全身有二百八十多个零件,拥有视觉、触觉,行动迅速灵活,显示出超级选手的雄风。在北京比赛时,开头中科大队并不被看好,但是,当“强强”在赛场上一亮相,就引起国内外专家的关注和观众们的喜爱,中科大队人气急升。队员们对待“强强”如同自己的宝贝,小心呵护。从旅馆到场馆的道路有些颠簸,为了防止损坏“强强”,有的队员就躺在货车里,一路上扶着他。在东京比赛时,负责后勤的王云博忠实地守候在后备馆,他耳内听着赛场的喧哗,却不能到现场看一眼,急得团团转。还有高琳,在宿舍等待电话通知,整天没有出门一步,连中饭也没有吃。许多无名英雄保证了“强强”在场上精彩表演。
3、比赛不仅仅是为了争名次,夺冠军,更重要的是引导学生去实验、去创造,在竞赛中提高素质
中科大队多次载誉归来,但是学校并没有像有些学校那样给予重奖。
中科大的副校长程艺教授说:“我们中科大的机器人足球队在国内外赛事中获得了声誉。但是从我们来说,最看重的不是夺冠,争荣誉,而是提供一个平台,提供一个机会,培养和激发学生的创新精神。机器人比赛涉及光、机、电一体化,还有人工智能,是综合科技水平的较量。通过比赛,让学生们开阔视野,亲手实践,提高综合素质。这才是我们真正的目的。所以,不管有没有国际、国内的赛事,我们校园内的一年一度的机器人比赛活动总是如火如荼。除了机器人足球之外,还有机器人舞蹈,机器人对抗,电脑模拟机器人球赛等,参加的学生多以百计。我们的这种教学方法是和国际接轨的。所以,中科大的学生在欧美很受欢迎。”
确实,机器人的赛事激发了学生们的聪明才智,培养了一批优秀人才。在首届亚广联大学生机器人大赛刚刚结束之际,马上就有日本、美国等国家的大学派人到中科大队的宿舍,邀请队员去读研。但是大强和小强目前还是留在了中科大,硕博连读,从事专业的机器人研究。他们相信,在中国,在中科大,完全有能力够制造出世界一流的机器人。
机器人应用前景广泛,现在发达国家的工业机器人已经普及。将来,家用机器人、军用机器人、太空机器人的开发的竞争会日趋激烈。在国际市场上,小小的日本机器宠物狗卖到2500美元一只,他们的“本田人形机器人”则概不出售,只许重金租用。日本的机器鱼游入公海,将鱼群带到他们的渔船跟前。赶超世界先进水平任重道远,小强在研制机器鱼,虽然机器鱼游得还不够灵活;大强在研制步行机器人,虽然他走得还不稳当。但他们有信心,在不久的将来,世界市场上不仅有“MadeInChi鄄na”(中国制造)的雨伞、球鞋、家用电器,还将有中国智能机器人。那时候,他们会比得到冠军更加高兴和自豪。
(作者:郜磊 李军 胡胜友 原载于2003年4月2日《安徽日报》)