未来智能机器人兴趣团队:以兴趣为驱动 以世界为舞台

 “西山苍苍,东海茫茫,吾校庄严,巍然中央……”一曲老校歌的旋律响起,牵动着无数清华人的情思和对青春年华的回忆。清华107周年校庆前夕正式发布的校歌MV,以其丰富的视听语言、精良的制作而广受好评。这支MV采用的无人机航拍技术,来自学生“未来智能机器人”兴趣团队(简称“机器人团队”)提供的技术支持。除了无人机航拍之外,他们还研发了会端茶递水的家庭机器人、能下围棋的“清华版Alpha Go”和完全自制的无人机等,堪称清华园里的“黑科技”团队。

完善的培养机制

机器人兴趣团队成立于2012年,为校内对机器人开发感兴趣的同学们提供了一个学习、交流、创新的平台。团队现有的研发项目囊括了大多数成员感兴趣的方向,主要包括智能车、双足(多足)机器人、智能飞行器、实用型机器人和多智能体协同技术等等。

包括已经毕业的校友在内,未来智能机器人兴趣团队成立至今先后吸纳过200余名正式成员,目前活跃的成员约为十几人,堪称一支“小而精”的队伍。队伍成员来自全校十多个院系,其中以信息学院的成员居多,但也不乏来自美术学院、新闻学院等文科院系同学的身影。团队现任理事长、自动化系在读研究生马浩程说,团队希望汇集不同学科背景的同学,通过不同学科思维的交融和碰撞,实现思想与能力上的取长补短,给团队带来创新的火花和灵感的启迪。

马浩程介绍说,机器人兴趣团队的成员除了来自不同院系,还覆盖本科、硕士、博士等多个年级。高年级的老队员往往承担着管理与开发骨干的工作,而低年级的新队员则可以在团队中接受培训,并跟随老队员共同参与项目的开发。每年,团队中大约有五六个科技项目同时进行,新队员可以在充分了解各项目情况后,根据自己的兴趣和能力参加其中的一些项目。也有一些新队员已经有了自己初步的项目构想,团队会为他们提供场地资金、技术指导、能力培训等各方面资源,支持他们成立、研发自己的项目。由此,团队自然形成了梯队,并在培训与开发过程中建立传帮带机制,让新成员逐渐变成“老同志”,既能够保证一些优秀项目的传承性,也让同学在兴趣团队中真正得到锻炼和成长。

兴趣是最好的老师

在兴趣团队中,兴趣是最重要的驱动力。马浩程大一下学期就在学长的“安利”下成为团队的一员,当时队里的学长学姐们正在做一个关于四旋翼的项目,而多轴飞机还不像今天这样火,大一的马浩程对无人机几乎一无所知,好在有学长学姐手把手带着。他笑着回忆起当时年轻的自己充满了干劲,每天下了课就来到活动室,跟着学长学姐们一起废寝忘食地“刷夜”、做项目。就这样,在兴趣的自发驱动下,两个月内他就做出了一套初具雏形的飞控。

走进机器人团队的活动室可以看到,摆放在房间中的大大小小的智能飞行器(无人机)中,既有成员自行购买的,也有企业赞助商提供的,还包括队员自己制作的。在清华校园内,无人机堪称大放异彩——无论军训航拍、招生宣传片还是校歌赛视频,都离不开机器人团队的拍摄支持。有时候,团队也会组织队员前往校外举办飞行活动。

除了无人机的拍摄应用场景外,团队成员还会自发地改进无人机技术。马浩程介绍了近两年团队的一个项目,即通过地面摄像头追踪近建筑物作业的无人机,对其进行定位修正。通常,无人机飞到高楼附近时GPS信号会出现误差,飞机的GPS定位比实际位置离墙面更远,这种错误的反馈使飞机向靠近建筑的方向飞行,容易误撞墙面。为了解决这一问题,团队成员提出了一个想法:在地面装置摄像头跟踪无人机,根据所采集的数据修正飞机定位。相比起在飞机上装摄像头,地面装置更稳定、更精确,更能有效地解决问题。

活动室门外摆放着一台下棋机器人,是团队里一位修美术学院双学位的同学所设计的毕业作品。机器人配有有摄像头和机械臂,能够捕捉、识别对手下棋的动作,并通过机械臂下棋。实际上,这台机器人配套的下棋程序堪称“历史悠久”,团队成员早在谷歌的Alpha Go横空出世之前就已经开始编写、调试这套程序。近年来,队员还给它增加了人机交互的功能,机器人能够识别对手是否在认真下棋,从而决定是要严阵以待,还是随意应付。除了下围棋之外,机器人还能完成摆盘、收棋子、摆出特定图案、玩贪吃蛇游戏等一系列动作。

马浩程还特别介绍了团队中的一个重要项目——家庭服务机器人。这一项目已经做了四年,所设计的机器人主要用于家庭服务,能够不需遥控、不经人为干涉而在室内进行自主导航,与人类进行简单的对话,识别并递送可乐、苹果、薯片等常见的物品。目前机器人只能识别已有知识储备库内的东西,未来,团队还将基于炙手可热的深度学习开发更多功能。

群英荟萃的优秀团队

机器人团队吸引了大量优秀的清华同学,已经连续三年将自动化系年级第一名招至麾下,还有不少成员来自清华学生创新人才培养计划——“星火计划”,堪称人才济济。团队同学间互帮互助的氛围十分浓厚,一旦某位同学有想法要和队员分享,或者有问题想共同探讨,就会在团队内部发起通知,邀请感兴趣的同学们来参加讲座或讨论会。除了团队内部的分享,机器人团队与其他兴趣团队,尤其是天空工场、未来通信这两个团队间也有着密切的交流互动——由于方向相近、技术相似,三个队伍间在较大程度上实现了资源、成员的共享。

在为期两年的核心培养周期中,为了让同学们更好地拓宽视野、学以致用,学校为兴趣团队提供了不少走出校园的机会,或参与比赛,或参加企业实习,或进行实践调研。每年,机器人团队都会派出代表参加相关比赛,历年比赛过程中还曾发生了不少趣事。马浩程为我们讲述了前年团队赴德国参加Robot Cup的情形——队员们本来想把比赛用车带上飞机,但在首都机场办理行李托运时,被地勤告知超过行李重量限制。没办法,大家只好现场把比赛用车“大卸八块”,分装在几个行李箱里,才带上了飞机。虽然过程中出现了小波折,然而比赛结果却非常喜人。这样的比赛和实践帮助同学们更深入地了解了智能机器人领域的现状和发展趋势,从而更好地站在产业前沿,寻找学术志趣与个人能力的结合点。

来源:清华新闻网