北理工創(chuàng)新團隊喜獲“小平科技創(chuàng)新團隊”榮譽稱號
發(fā)布日期：2014-04-18 供稿：校團委 尚松田 編輯：校團委 艾翔 閱讀次數(shù)：
近日,，由共青團中央負責發(fā)起組織,，中國青少年科技創(chuàng)新獎勵基金支持的2014年大學生“小平科技創(chuàng)新團隊”評選揭曉，我校自動化學院智能地面移動機器人創(chuàng)新團隊入選大學生“小平科技創(chuàng)新團隊”,，獲得中國青少年科技創(chuàng)新獎勵基金資助,。
智能地面移動機器人創(chuàng)新團隊是依托自動化學院組合導(dǎo)航與智能導(dǎo)航研究室組建的大學生創(chuàng)新團隊，始建于2010年,，經(jīng)過幾年的發(fā)展,，本團隊在科學研究、科技競賽,、學術(shù)交流與學術(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，小平同志親屬捐獻出小平同志生前全部稿費，委托共青團中央,、全國青聯(lián),、全國學聯(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，促進中國青少年科技創(chuàng)新人才培養(yǎng),。2014年,，該基金委托團中央學校部啟動遴選大學生“小平科技創(chuàng)新團隊”工作，即面向全國大學生遴選支持100個在學術(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生科技創(chuàng)新團隊，命名為“小平科技創(chuàng)新團隊”,。
附：團隊事跡
智能地面移動機器人創(chuàng)新團隊是一支以北京理工大學自動化學院組合導(dǎo)航與智能導(dǎo)航研究室為依托組建的大學生創(chuàng)新團隊,，始建于2010年，經(jīng)過幾年的發(fā)展,，本團隊在科學研究,、科技競賽、學術(shù)交流與學術(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：地面移動機器人與智能導(dǎo)航技術(shù),。
本團隊圍繞“蛙板機器人”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,，是一個團結(jié),、協(xié)作的集體。團隊采用“蛙板機器人”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)機制也為團隊創(chuàng)新成果的延續(xù)鋪就了堅實的道路,。
圖1 兩棲蛙板機器人（上）,，IN2BOT智能車（下）
創(chuàng)新團隊近幾年的研究工作得到了多方的支持和肯定，其中《智能蛙板機器人》及其重大改進作品《兩棲蛙板機器人》分別獲得第12屆,、13屆全國挑戰(zhàn)杯學生課外學術(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）。
本團隊所依托的北京理工大學自動化學院“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)境和學術(shù)氛圍。
團隊現(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者特聘教授，高水平的指導(dǎo)隊伍為本團隊創(chuàng)新實踐奠定了重要的基礎(chǔ),。
自2010年3月智能地面移動機器人創(chuàng)新團隊成立以來,，團隊成員們齊心協(xié)力，眾志成城,，秉承踏實肯干的科研作風,，在團隊課題上發(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術(shù)水平,。團隊成員一路走來,，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,，團隊正在一步一步走向成熟,。
整個團隊由博士生、研究生,、本科生等各個不同年級的同學組成,，一般是由博士生帶領(lǐng)著研究生或者本科生進行研究制作。在兩個基礎(chǔ)研究項目——“蛙板機器人”和“智能車”的過程中有很多令人難忘的感人瞬間,，每當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。
蛙板機器人
2011年第十二屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽,，歷經(jīng)一年完成的智能蛙板機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，“我們在做這個機器人的過程中遇到了很多問題：機械結(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,，該機器人是團隊的原創(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 智能蛙板機器人
兩年后，在智能蛙板機器人的基礎(chǔ)上,，團隊對其進行了重大的改進與研究，使機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器人的運動能力和工作范圍,。團隊也參加了2013年第十三屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(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)一的兩棲機器人,。
圖3中展示了兩個機器人：黑色的是第一代兩棲蛙板機器人,；花色的是第二代兩棲蛙板機器人。二代機器人是在一代機器人的基礎(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 兩棲蛙板機器人（兩代）
兩代兩棲機器人的制作與研究中，團隊成員在得出方案后立即詳細制定出了時間節(jié)點安排以及制作方案,，包括前期準備階段,，中期制作過程，后期完善以及調(diào)試過程,。團隊成員也按照每個成員的不同情況制定了詳細的成員工作分配,，使每個人發(fā)揮自己最強的實力。
兩棲蛙板機器人的制作過程充滿了艱辛,。在這期間,，團隊成員夜以繼日，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,，團隊成員一步步完善機器人的性能以及內(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 蛙板機器人調(diào)試過程
接近一年的奮斗歷程，團隊成員克服了種種困難成功地進行了兩代兩棲機器人的制作以及調(diào)試,。期間團隊成員也遇到了很多困難：機械干涉問題,、外殼難以安裝、電機老化極其損壞,、燒壞電路板,、程序調(diào)試難題、信號干擾……在困難面前,，團隊成員用最理智的方法解決難題,，保證每次的損失達到最小。機械零件的繪制,、外殼模型的建立與繪制,、機器人的整體安裝、加工廠的尋找,、合同的簽訂,、方案的制定……每一個過程團隊成員都得親自完成。
圖5 蛙板機器人水下實驗
“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會,！”成員張劍青說，一年的艱苦過程,，團隊成員間相互學習,、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隊表達了強烈的合作意向,，團隊欣然接受。接下來,，團隊將對其運動形式以及多目標協(xié)同方面做進一步的研究,，使得機器人更加走向成熟。
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
該車就是來自本團隊的“波特號”智能車。2012年,，團隊首次參賽,，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,，但是團隊成員有的是斗志,。那一年，團隊成員放棄寒暑假,、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,。”一位學生如是形容指導(dǎo)老師楊毅,。“確實,，這中間團隊成員吃了不少苦，但是在科學面前團隊成員無怨無悔,，我們追求的是更高更強,。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,，但是在科學面前，團隊成員們踏實嚴謹,，一起為團隊的明天奉獻自己的那一份力量,。
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)勝了韓國首爾大學車隊，可算是完成了預(yù)期的任務(wù),，也算是對團隊一年來的工作的一個認可,。
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,；軟件上算法更加嚴謹靈活,，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”智能車進行了很多方面的改進：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,，團隊成員由以前的蓄電池驅(qū)動改進為了燃油驅(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,，由原先嚴格的運行模式切換改進為現(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常熟后，團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,，對于本團隊來說,，團隊成員正在一步步地往前邁進，技術(shù)日趨完善,，成果愈加豐富,。來年團隊成員還會繼續(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月智能地面移動機器人創(chuàng)新團隊成立以來,，團隊獲得了不少的榮譽以及獎勵,，這其中也缺少不了團隊體制的日趨完善。在這個團隊中,，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，團隊成員們有責任也有義務(wù)將自己人生中最燦爛最有干勁的美好時光奉獻給科研,，為國家建設(shè)奉獻自己的青春,！
