杭州超限教育綜合訊：浙江大學(xué)永謙劇場(chǎng)的舞蹈排練廳，正被小型輪式足球機(jī)器人“占領(lǐng)”。每日酣戰(zhàn)從早到晚，為了不讓自然光影響機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)，寬大的窗簾厚實(shí)地?fù)踝×宋萃獾拇汗狻?/FONT>
這是浙江大學(xué)機(jī)器人科教實(shí)驗(yàn)基地的新戰(zhàn)場(chǎng)，出征今年機(jī)器人世界杯（Robocup）前，這里都將是小型輪式足球機(jī)器人的集訓(xùn)地。
不同班學(xué)生共同成長(zhǎng)
去年“世界杯”前幾個(gè)月，機(jī)器人科教實(shí)驗(yàn)基地的參賽隊(duì)員被告知比賽場(chǎng)地?cái)U(kuò)大了一倍，新的要求使原有程序下的機(jī)器人行走未能達(dá)到預(yù)定效果。如何調(diào)整設(shè)計(jì)？實(shí)驗(yàn)室里忙成一團(tuán)。指導(dǎo)教師控制學(xué)院熊蓉教授雖然提供了思路和參考文獻(xiàn)，但具體的工程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)全部交由學(xué)生獨(dú)立完成。
“本科生實(shí)驗(yàn)室里允許科研失誤和探索失敗，這反而能促進(jìn)學(xué)生的科研進(jìn)步�！毙苋卣f(shuō)。非傳統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)意義上的科研訓(xùn)練，讓學(xué)生們?cè)诒涞臋C(jī)械、繁復(fù)的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)知識(shí)不是簡(jiǎn)單重復(fù)，而是一次次新的開(kāi)始。
作為2016年出征德國(guó)“世界杯”學(xué)生領(lǐng)隊(duì)金禮森說(shuō)：“我們的科研學(xué)習(xí)沒(méi)有個(gè)體競(jìng)爭(zhēng)，成果不計(jì)成績(jī)、不算學(xué)分，完全是依據(jù)興趣和共同的目標(biāo)從事研究與創(chuàng)新�！�
金禮森與其他成員一起，沒(méi)日沒(méi)夜地優(yōu)化機(jī)器人的行走軌跡。大家憑借不同學(xué)科背景進(jìn)行研究分析：軟件組從計(jì)算機(jī)和控制研究領(lǐng)域出發(fā)，力求在人工智能編程上找方案；硬件組除了改變配重，使機(jī)器人的實(shí)際重心和幾何重心逐漸重合外，還通過(guò)其他途徑嘗試重心矯正。就在這樣不斷實(shí)驗(yàn)、失敗、磨合、再實(shí)驗(yàn)的集體攻關(guān)中，學(xué)生成功設(shè)計(jì)出新的技術(shù)路徑，解決了機(jī)器人行走的問(wèn)題。
教師釋放自由空間
這種讓學(xué)生自主研發(fā)的課堂模式經(jīng)歷過(guò)一段時(shí)間的探索。在正式成立實(shí)驗(yàn)基地的頭幾年，熊蓉一直盡心竭力地全盤(pán)跟蹤著學(xué)生的研發(fā)，安排布置并檢查每一項(xiàng)科研，但學(xué)生的成長(zhǎng)速度卻低于預(yù)期。如何才能讓學(xué)生直面機(jī)器人研究的國(guó)際同行？這是熊蓉一直思索的問(wèn)題。
熊蓉感慨：“與其牽著學(xué)生當(dāng)提線木偶，還不如使他們有更大的科研空間，有效激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和能動(dòng)性�！敝蟮目蒲薪虒W(xué)中熊蓉改變了思路，除了引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的思考和提供必要的研究思路外，更多的時(shí)間主要是打造實(shí)踐平臺(tái)的建設(shè)。
機(jī)器人研究是一門(mén)多學(xué)科交叉協(xié)同的領(lǐng)域，連續(xù)空間的人工智能使足球機(jī)器人的設(shè)計(jì)程序甚至比谷歌阿爾法圍棋更為復(fù)雜。針對(duì)不同的科研問(wèn)題，浙江大學(xué)機(jī)器人科教實(shí)驗(yàn)基地的教師團(tuán)隊(duì)不斷更替著人員專(zhuān)業(yè)構(gòu)成，包括聘請(qǐng)企業(yè)單位的相關(guān)技術(shù)工程師。
曾加入這個(gè)實(shí)訓(xùn)基地的李川說(shuō)：“不同領(lǐng)域老師的合作，增進(jìn)了我們?cè)趯W(xué)科交叉中的創(chuàng)新與研究�！睂W(xué)生更加受益的是，提高了他們研發(fā)的穩(wěn)定性和可靠性。
在競(jìng)賽中成長(zhǎng)
進(jìn)攻球員夾住足球并彈射，球起越過(guò)行進(jìn)中的防守球員……這樣激烈的“彩虹過(guò)人”，小型輪式足球機(jī)器人通過(guò)編程引導(dǎo)，在1.5秒內(nèi)即可完成，并熟練得用于各類(lèi)足球賽場(chǎng)。
檢驗(yàn)一個(gè)機(jī)器人的行走水平在賽場(chǎng)，檢驗(yàn)一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)的研究能力也是在賽場(chǎng)。浙大小型輪式足球機(jī)器人曾經(jīng)蟬聯(lián)了兩屆“世界杯”冠軍，戰(zhàn)勝?gòu)?qiáng)勁對(duì)手的奧秘就在于不斷拓展實(shí)驗(yàn)室的空間規(guī)模。于是課堂向海外延伸，學(xué)校鼓勵(lì)學(xué)生參加在伊朗、日本、加拿大舉辦的機(jī)器人公開(kāi)賽。
每次比賽，熊蓉都會(huì)選擇賽前離場(chǎng)，留出自主決策的空間，讓學(xué)生“自由放牧”�！拔覀兺诒荣愰g隙，與各國(guó)選手進(jìn)行互動(dòng)�！苯鸲Y森說(shuō)，“通過(guò)討論，我們指出各方在設(shè)計(jì)上的優(yōu)劣和改進(jìn)方案�！边@種以賽代練的模式，與其說(shuō)是一場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，更可以理解為是一場(chǎng)技術(shù)促進(jìn)和工藝改進(jìn)的“嘉年華”。
這個(gè)從設(shè)立之初就被定性為面向本科生的機(jī)器人科教實(shí)踐基地，和浙江大學(xué)其他42個(gè)實(shí)驗(yàn)中心一樣，打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程僅“驗(yàn)證”的思維慣性，看似是漫不經(jīng)心的散養(yǎng)，實(shí)則是在學(xué)科交叉、師生協(xié)作中共融成長(zhǎng)。