2019年Robo Cup 機(jī)器人世界杯近日在澳大利亞悉尼舉行。這項(xiàng)賽事始于1997年，目前已發(fā)展出機(jī)器人足球、工業(yè)機(jī)器人、救援機(jī)器人以及青少年機(jī)器人等多個(gè)競技項(xiàng)目。
由于人工智能技術(shù)在全球范圍內(nèi)的興起，本屆世界杯吸引了40多個(gè)國家和地區(qū)，200多支代表隊(duì)，3000多名選手參加這場水平最高、影響力最大的國際機(jī)器人競賽。包括卡耐基-梅隆大學(xué)、東京大學(xué)、多特蒙德大學(xué)和清華大學(xué)、浙江大學(xué)等知名高校及創(chuàng)客教育機(jī)構(gòu)均組隊(duì)參加各個(gè)組別的競賽。
其中來自安徽的合創(chuàng)邦創(chuàng)客發(fā)展中心副理事長吳斌率隊(duì)奪得本屆 “快速制作救援機(jī)器人”項(xiàng)目世界冠軍，獲得業(yè)界廣泛關(guān)注。
他們是怎么在全球強(qiáng)手如林的競爭下獲得 “快速制作救援機(jī)器人”項(xiàng)目世界冠軍？帶著疑問，i3DOne青少年三維創(chuàng)意社區(qū)對帶隊(duì)的吳斌老師進(jìn)行專訪：
合創(chuàng)邦創(chuàng)客發(fā)展中心副理事長吳斌老師
Q1 首先祝賀吳老師帶隊(duì)勇奪世界冠軍，請您介紹下您帶隊(duì)參賽的這支團(tuán)隊(duì)的基本情況？
感謝大家對我們的關(guān)注，感謝i3DOne社區(qū)的專訪邀請。
我們的隊(duì)員由來自安徽省合肥市6名初中學(xué)生組成，參加的比賽項(xiàng)目是“快速制作救援機(jī)器人RMRC”，它是RoboCup國際總決賽項(xiàng)目之一，參賽隊(duì)伍不區(qū)分年齡進(jìn)行“對決”。參賽隊(duì)伍不僅需要自行設(shè)計(jì)機(jī)器人，而且還需獨(dú)立完成從機(jī)械、電路到軟件算法的設(shè)計(jì)。
比賽中，機(jī)器人需要在鋪有雜物、沙石等復(fù)雜模擬惡劣環(huán)境的路面上翻山越嶺，通過攝像頭進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，完成二維碼識別，紅外圖像處理，人像識別，機(jī)械手抓取等一系列任務(wù)。
面對眾多由國外高中、大學(xué)學(xué)生組成的隊(duì)伍，這支年齡14-15歲的隊(duì)伍在預(yù)賽、決賽中一路高歌猛進(jìn)，團(tuán)隊(duì)所設(shè)計(jì)操控的機(jī)器人，在任務(wù)完成過程中的精確度、時(shí)效性、靈巧性等多個(gè)考評層面皆取得高分，最終奪得冠軍。
Q2 為什么吳老師你們的團(tuán)隊(duì)能在眾多參賽代表隊(duì)中脫穎而出，獲得冠軍？請介紹下奪冠的參賽項(xiàng)目特色？
我們所在的合創(chuàng)邦創(chuàng)客發(fā)展中心，是國內(nèi)最早研究把三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)和3D打印技術(shù)引入機(jī)器人制作的創(chuàng)客空間，我們在三維設(shè)計(jì)和3D打印上的技術(shù)積累在競賽機(jī)器人的設(shè)計(jì)開發(fā)中發(fā)揮了不可替代的作用。
我們的項(xiàng)目特色在于利用三維設(shè)計(jì)和3D打印技術(shù)，與上下位機(jī)獨(dú)立編程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程災(zāi)難廢墟環(huán)境下的救援機(jī)器人工作任務(wù)的實(shí)現(xiàn)。
我們的救援機(jī)器人采用六輪獨(dú)立懸掛的全地形車設(shè)計(jì)，六臺高轉(zhuǎn)速電機(jī)安裝在輪子內(nèi)部，大幅度降低了整車重心，極大地增加機(jī)器人的穩(wěn)定性。在所有的參賽機(jī)器人中，我們的機(jī)器人動力最大，穩(wěn)定性最好，在崎嶇不平的地形從沒有翻車。
在機(jī)器人的設(shè)計(jì)和制造階段大量采用3D打印技術(shù)，大幅度加快了機(jī)器人的設(shè)計(jì)開發(fā)速度，降低了制造成本，同時(shí)減輕了機(jī)器人重量，增強(qiáng)機(jī)動性。
我們的機(jī)器人在機(jī)械手的靈巧性和二維碼的識別上也具有壓倒性的優(yōu)勢，這些是我們獲得冠軍的技術(shù)優(yōu)勢。
合肥市市長凌云接見合創(chuàng)邦理事長童宗兵和獲獎項(xiàng)目隊(duì)長吳欣揚(yáng)
我們參加這個(gè)項(xiàng)目有近兩年時(shí)間了，從項(xiàng)目策劃到救援機(jī)器人設(shè)計(jì)制造，帶領(lǐng)這個(gè)團(tuán)隊(duì)，歷經(jīng)兩屆國際大賽，終于在悉尼拿到RoboCup機(jī)器人世界杯冠軍獎杯！
我作為一個(gè)領(lǐng)隊(duì)和教練，負(fù)責(zé)項(xiàng)目策劃和機(jī)器人總體方案。機(jī)器人的控制采用上下位機(jī)結(jié)構(gòu)，Arduino下位機(jī)負(fù)責(zé)運(yùn)動控制，樹莓派上位機(jī)負(fù)責(zé)運(yùn)動規(guī)劃、視頻系統(tǒng)、圖像識別、熱像儀控制等功能。
吳欣揚(yáng)同學(xué)負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)和電路設(shè)計(jì)，開發(fā)了性能可靠的電子線路和復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，在整個(gè)比賽中從未發(fā)生故障，表現(xiàn)堪稱完美。
還要感謝鐵榔頭機(jī)器人在參賽隊(duì)伍組織和訓(xùn)練上的出色工作，成功打造了一個(gè)實(shí)現(xiàn)世界冠軍夢想的金牌團(tuán)隊(duì)。
Q3 您提到奪冠的項(xiàng)目特色之一是用三維設(shè)計(jì)進(jìn)行輔助參賽，眾所周知，三維設(shè)計(jì)對人工智能的實(shí)現(xiàn)有著不可或缺的推進(jìn)作用。請您談?wù)勅S設(shè)計(jì)在本次參賽項(xiàng)目里的扮演。
三維設(shè)計(jì)和3D打印是我們機(jī)器人設(shè)計(jì)工具和最主要的制作工具。在三維設(shè)計(jì)軟件上我們主要是運(yùn)用3D One進(jìn)行前期設(shè)計(jì)。我們沒有選擇在完整的機(jī)械加工車間工作，幾乎所有的零部件都是3D打印的。
3D打印最大限度的加快了設(shè)計(jì)速度，減低了零部件的制作成本。如果沒有3D打印，根本就不可能在這么短的時(shí)間里，完成從設(shè)計(jì)到制造出一臺有如此復(fù)雜功能的救援機(jī)器人。
由于3D打印逐層堆積生成零件在垂直方向結(jié)構(gòu)相對比較脆弱，我們在機(jī)器人的設(shè)計(jì)上，要善于利用3D打印的特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)上靈活拆分零部件，選擇合適的打印方向，使零件的外觀更漂亮，結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固，最大限度的發(fā)揮3D打印的優(yōu)勢，盡可能降低3D打印及PLA材料缺陷帶來的不利影響，從而探索出一套適用于機(jī)器人制作的3D打印設(shè)計(jì)思想。
因此，前期的三維設(shè)計(jì)將起關(guān)鍵性的作用，如果前期設(shè)計(jì)不到位，考慮不周全，后面的制作將全部徒勞無功！
Q4 您提到在三維設(shè)計(jì)方面選擇3D One這款設(shè)計(jì)軟件，主要基于什么考慮？
我們選擇3D One這款設(shè)計(jì)軟件，主要這款軟件使用便捷，堪稱青少年三維設(shè)計(jì)入門級軟件，同時(shí)這款軟件的功能也很強(qiáng)大，得益于中望專業(yè)的3D引擎，軟件渲染速度快，適合我們機(jī)器人設(shè)計(jì)的教學(xué)使用。
在近幾年競賽機(jī)器人的設(shè)計(jì)成果的基礎(chǔ)上，我們現(xiàn)在開發(fā)了一套國內(nèi)首個(gè)面向青少年的3D打印教育機(jī)器人課程，小朋友通過14次課學(xué)習(xí)三維設(shè)計(jì)，可以親手設(shè)計(jì)打印機(jī)器人零件，搭建組裝一臺機(jī)器人，使青少年機(jī)器人STEAM教育由“制造”走向“智造”，用最先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)小朋友的創(chuàng)意和夢想。
Q5 您認(rèn)為大賽對能力的考察主要側(cè)重在哪些方面？對于接下來參加類似比賽的同學(xué)，有什么好的建議和經(jīng)驗(yàn)分享呢？
青少年機(jī)器人比賽的目的在于通過比賽，促進(jìn)青少年對機(jī)器人技術(shù)的學(xué)習(xí)，推動機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步。
縝密的思維、良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、多元化的知識點(diǎn)融合、高效的制作工具等等，都是大賽脫穎而出的必備元素。我們的參賽項(xiàng)目，也是得益于此，才有足夠的實(shí)力在高手如云的競爭中脫穎而出。
再次感謝i3DOne社區(qū)的老師同學(xué)們對我們的關(guān)注與支持，我們再接再厲，爭取更好的成績回報(bào)大家，謝謝！
關(guān)于合創(chuàng)邦創(chuàng)客發(fā)展中心：
合創(chuàng)邦是工信部“創(chuàng)客中國”國家創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)公共服務(wù)平臺安徽省平臺，亦是中國創(chuàng)客空間聯(lián)盟（CMSU）創(chuàng)始單位，民政部門登記注冊的非盈利性社會公益組織，安徽省唯一國家級青少年電子信息創(chuàng)新科普教育基地，全國青少年三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)等級考試、軟件編程等級考試、電子信息等級考試的安徽省考試服務(wù)中心。被合肥市科技局認(rèn)定為“眾創(chuàng)空間”雙創(chuàng)基地，承辦了工信部、科技部、教育部認(rèn)可的多項(xiàng)國家級青少年科技創(chuàng)新賽事，推動國家創(chuàng)新人才發(fā)展戰(zhàn)略決策落實(shí)；同時(shí)中心自研青少年創(chuàng)新能力教育課程，參與編制青少年創(chuàng)新能力教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，幫助中小學(xué)、大中專院校和教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)提升創(chuàng)新能力教育水平。
關(guān)于i3DOne青少年三維創(chuàng)意社區(qū)：
致力于打造3D創(chuàng)新教育在線社區(qū)，成立至今已有近5萬所學(xué)校入駐、3000萬人次使用3D One三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)軟件，社區(qū)聚集了一線創(chuàng)客教育老師和其帶領(lǐng)的學(xué)生，他們共同創(chuàng)建了國內(nèi)單一軟件最龐大的3D模型庫、創(chuàng)客課程庫，同時(shí)還為教育主管部門提供了大賽平臺和數(shù)據(jù)中心。
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更新時(shí)間：2019-08-27
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