周末的早上,晨霧籠罩下的校園還在沉睡,整個校園顯得有些沉寂。然而,操場西側的體育館內(nèi),卻已是人聲鼎沸,一片熱火朝天:“音樂聲音再調大一些”,“程序重新再試一下”……
這里是首屆華北五省機器人大賽的賽場。來自北京、天津、內(nèi)蒙古等地33所高校的280支隊伍將在此進行16個項目的角逐,臺灣建國科技大學作為特邀高校也參加了比賽。足球、長跑、雙人舞、高爾夫、田徑賽、武術、擊劍,機器人們拿出了十八般武藝,各顯神通。
高山族“情侶”
跳起了《茉莉花》
“好一朵美麗的茉莉花,好一朵美麗的茉莉花,芬芳美麗滿枝椏,又香又白人人夸。”悠揚的江蘇民謠響起,一對“情侶”身穿高山族服飾,緩緩亮相舞臺。兩個“人”左伸展右蜷曲,動作一致,步調協(xié)調,贏得周圍一片贊嘆。
這是來自臺灣建國科技大學的雙人舞團隊。他們的舞臺與其他隊伍比起來,顯得似乎“繁瑣”了些:與底座垂直相連了一個投影儀,上面播放著臺北101大樓前的快閃活動;舞臺旁邊,豎著一個細長的LED字幕顯示屏。領隊黃彥豪自豪地介紹說,背景視頻搭配舞蹈表演是他們此次比賽的最大亮點。
“在決定采納這個創(chuàng)意之前,我們在網(wǎng)上查了很多的資料,后來發(fā)現(xiàn)這樣的形式從來沒有被采用過。”
黃彥豪介紹說,背景播放的快閃活動是今年6月15日在臺北101大樓前發(fā)起的,來自內(nèi)地、日本、韓國、馬來西亞等地的很多觀光客都參與了快閃活動。“我們想通過這樣一個視頻來展現(xiàn)各種文化的融合性。”
除了利用背景視頻來展現(xiàn)文化的融合,在背景音樂的選擇上,黃彥豪和他的團隊也煞費了一番苦心。團隊中年紀最小的張嘉宏說,除了以內(nèi)地家喻戶曉的《茉莉花》作主打歌曲,還特別選擇了《高山青》、《望春風》組曲,期望以此喚起兩岸的共同記憶。
“《望春風》是臺灣早期的四大名曲之一,對于早期在臺灣生活的人們來說,這首曲子可以說是人盡皆知,對臺灣人來說,它象征著一種親切感。而《高山青》(又名《阿里山的姑娘》)更多地代表了兩岸的一種共性,曾經(jīng)有作曲家說過,‘有中國人在的地方就會聽到《高山青》的歌聲’,這就很能說明這首歌曲的分量了。我猜在場的人肯定都聽過這首歌。這兩首歌都是由閩南語演唱,我們怕大家會聽不懂,所以特意準備了字幕顯示屏。”
舞蹈的編排是整個流程的關鍵。黃彥豪說,整個團隊在網(wǎng)上搜集了幾乎所有《茉莉花》的伴舞視頻。但是實際操作起來,還是覺得很難。“畢竟機器人跟真人不一樣,動作太小,無法展現(xiàn)舞蹈的美;動作大了,平衡問題又會比較麻煩。只能邊寫邊看,邊寫邊調。先確定手部動作,再決定腳部動作。”
“腳部動作編排是最難的,因為涉及平衡的問題,其中還包含單個動作的平衡和連續(xù)動作的平衡。做到單個動作的平衡還不難,但是連續(xù)起來就有可能會跌倒。所以就要反復進行調整。
舞蹈機器人“改行”打高爾夫
整個早上,李浩都在忙著為他的“愛將”做著比賽前最后的調試。
“其實機器人跟我們?nèi)艘粯?,到了陌生環(huán)境也會怕生,也會水土不服,所以比賽前一定得調試,讓他盡快熟悉周圍環(huán)境和比賽場地。”李浩邊說著,邊埋頭拿著鼠標點來點去。
李浩已經(jīng)與他“愛將”朝夕相處了一年多,這是倆哥們兒首次并肩亮相高爾夫球賽場。今年讀大三的李浩來自北京信息科技大學智能科學與技術專業(yè)。在大二的時候,他曾經(jīng)參加過機器人舞蹈類比賽。“這兩種類型比賽的編程還是挺不一樣的。舞蹈類比較強調觀賞性,只要你對機子的硬件結構有所了解,能夠判斷出機器人什么樣的動作能做到,什么類型動作做不到,動作與動作之間怎么銜接,這就夠了。但是,高爾夫球比的是算法的精準度,其編程要繁瑣得多。”
自從大二的時候跟手中的這個機器人結緣之后,調程序幾乎成了李浩生活中重要的組成部分。“雖然大三專業(yè)課任務很重,但是我每天都還是要抽出一兩個小時來調程,每天不見上它一面,感覺跟少了點什么東西似的。”李浩笑言自己恐怕是患了“情感依賴癥”。
李浩說,打高爾夫的程序沒有最完美,只有更完美,自己一直在改進的路上。但是有的時候也會越改越糟。
“有的時候它也不懂我的心,不按預期的算法走。調了半天沒反應,我就不想理它了,甚至會賭氣不愿意再去碰它。其實我也知道,本質原因還是程序設計出了問題,我再怎么拿機器人當人看,它也不會真的故意跟我鬧別扭,不按我調的來。”
但是也會有驚喜,有時候不經(jīng)意在程序上改了一個很小的地方,卻發(fā)生了質的改變,精準度大幅度提高。“有一次改了個小地方,結果十球五中一下子提高到了十球七中。調程就是這樣,一個小的細節(jié)往往起到關鍵性的作用。”
飛行模擬器
圓我的“藍天夢”
“尾翼下翹,前副翼上升,飛機尾部抬升,頭部俯沖,咻,飛機平穩(wěn)落地。”來自天津工業(yè)大學機械工程學院的王加富,正在給各位評委演示著他們的創(chuàng)意設計作品——飛行模擬器,該項目是本次機器人大賽的特設項目。
最初產(chǎn)生制作飛行模擬器的想法,是源自一次參觀。“當時我們跟一家制作飛行員模擬訓練艙的企業(yè)合作,完成了一個橫向項目,制作了飛機油門臺的控制設備。去公司參觀時,一個個的模擬訓練艙,一下子勾起了我內(nèi)心的飛翔夢想。我覺得可能每個男孩子心中都有一個飛上藍天的夢想,后來就萌生念頭,要不我們也做一個吧。”
王加富他們選擇飛行模擬器參賽,還有另外一層考慮。“現(xiàn)在我們大家經(jīng)常會坐飛機,但是坐在飛機上,大家都看不到飛機是怎么起飛、降落的,所以我們想要讓這樣一個小小的設備來讓大家了解飛機的運行狀態(tài)。”
王加富口中這個“小小的設備”,其實一點也不小。長一米,高一米半,重達一百多斤。也正是因為體積太過龐大,它的“真身”未能運達現(xiàn)場,王加富只能遺憾地通過事先錄制的視頻進行解說。
今年暑假,王加富的團隊正式開啟了飛行夢想。先是從好幾套方案中,取其精華,去其糟粕,綜合了一套完善的方案。接著在電腦上做三維仿真,出工程圖,找加工廠加工零部件,組裝,一切進行得有條不紊,但是組裝完成之后卻出事兒了。
“我們試運行的時候,發(fā)現(xiàn)設備底下有一個支撐軸在晃動,這有點出乎我們的意料,左思右想,也想不通是哪里出了問題。”
查工程圖,找資料,最后實在沒轍的王加富向自己的老師求救。老師為他們介紹了一個做教具的老師傅,老師傅火眼金睛,一眼看出了毛病所在。“老師傅說我們設計時承載面太小,得加大支撐軸與底面的接觸面積。我們這才恍然大悟。”
對于飛行模擬器的應用前景,王加富也想得很清楚。“我們希望可以放到少年宮或科技館,給小朋友模擬演示飛機的起飛降落;另外,可以走進高校課堂,當作教具使用,放在如空氣動力學或者機械結構的課程里,因為我們模擬器機翼的翻轉、起飛、降落,很多方面都涉及空氣動力學的知識原理。我們最期望的是可以放在游戲廳里,成為類似虛擬賽車的飛機模擬駕駛。當然,要實現(xiàn)這一步,我們還有很多地方需要完善。”#p#分頁標題#e#
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