新火種
2023-10-30 
2023機(jī)甲大師賽，展現(xiàn)青年工程師熱情與野心
最近，第二十二屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人大賽RoboMaster 2023機(jī)甲大師超級(jí)對(duì)抗賽·全國(guó)賽（以下簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)甲大師賽）在深圳“春繭”體育館正式落下帷幕。
上海交通大學(xué)交龍戰(zhàn)隊(duì)獲得全國(guó)總冠軍，東北大學(xué)TDT戰(zhàn)隊(duì)、華南理工大學(xué)華南虎戰(zhàn)隊(duì)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)Taurus戰(zhàn)隊(duì)分別獲得亞、季、殿軍。至此，這場(chǎng)一年一度的機(jī)器人競(jìng)技與學(xué)術(shù)交流盛宴正式落下帷幕。
機(jī)甲大師賽現(xiàn)場(chǎng)
上海交通大學(xué)獲得RoboMaster 2023機(jī)甲大師超級(jí)對(duì)抗賽全國(guó)總冠軍
RoboMaster機(jī)甲大師高校系列賽創(chuàng)辦于2013年，是專(zhuān)為科技愛(ài)好者建立的機(jī)器人競(jìng)技與交流的平臺(tái)。不同于一般的虛擬的競(jìng)技類(lèi)游戲，機(jī)甲大師系列賽事要求參賽隊(duì)員組成機(jī)甲戰(zhàn)隊(duì)，自主研發(fā)制作多種機(jī)器人參與團(tuán)隊(duì)競(jìng)技，他們需要為了更好地參與競(jìng)賽而攻克各種難點(diǎn)來(lái)制作更強(qiáng)的智能機(jī)器人。
在機(jī)甲大師高校系列賽中，機(jī)甲大師超級(jí)對(duì)抗賽是競(jìng)技性和技術(shù)難度更為凸顯的重頭戲，是面向全球大學(xué)生的一年一屆的機(jī)器人賽事，每屆備賽研發(fā)周期長(zhǎng)達(dá)1年，而比賽時(shí)間卻僅有短短幾天，這個(gè)比賽側(cè)重考察參賽隊(duì)員對(duì)理工學(xué)科的綜合應(yīng)用與工程實(shí)踐能力，融合了“機(jī)器視覺(jué)”“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)”“機(jī)械控制”“慣性導(dǎo)航”“人機(jī)交互”等眾多機(jī)器人相關(guān)技術(shù)學(xué)科。
不同于一般的電競(jìng)比賽中的虛擬廝殺，機(jī)甲大賽將電競(jìng)呈現(xiàn)方式與機(jī)器人競(jìng)技相結(jié)合，使機(jī)器人對(duì)抗更加直觀激烈。在比賽中，對(duì)戰(zhàn)雙方需自主研發(fā)不同種類(lèi)和功能的機(jī)器人，在指定的比賽場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)對(duì)抗，通過(guò)操控機(jī)器人發(fā)射彈丸攻擊敵方機(jī)器人和基地。比賽結(jié)束時(shí)，基地剩余血量高的一方獲得比賽勝利。
對(duì)抗進(jìn)行中
作為一項(xiàng)機(jī)器人對(duì)抗賽事，RoboMaster中每支參賽隊(duì)需要準(zhǔn)備至少4種功能各不相同的機(jī)器人。從電腦里的一頁(yè)零件圖紙、一行代碼，到擺在加工桌上的一輛真實(shí)的、能進(jìn)行對(duì)抗的機(jī)器人，其中每一環(huán)節(jié)都由這些十幾歲的學(xué)生自己完成。機(jī)械和編程是RoboMaster的核心技術(shù)，學(xué)生們有著各自的分工和專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，他們又需要提早打破學(xué)術(shù)壁壘，組建一個(gè)完整的團(tuán)隊(duì)，一個(gè)功能完備的機(jī)器人需要各組成員之間不斷的討論，需要不懈的努力和反復(fù)改進(jìn)打磨。
2022年，記錄全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人大賽RoboMaster的一檔紀(jì)錄片《機(jī)甲大師》第三季上線，紀(jì)錄片中呈現(xiàn)了大學(xué)生們對(duì)于這檔賽事的巨大熱情——在中國(guó)，每年有來(lái)自超過(guò)300所高校的8000余名大學(xué)生，1000余名高校教師，在一年365個(gè)日夜中默默鉆研、奮戰(zhàn)，只為參加為時(shí)兩天的全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人大賽 RoboMaster機(jī)甲大師超級(jí)對(duì)抗賽，并在艱難的對(duì)抗以后，以讓自己的隊(duì)旗懸掛于春繭體育館為最終的榮譽(yù)。
《機(jī)甲大師》劇照
今屆機(jī)甲大師賽仍舊側(cè)重考察參賽學(xué)生對(duì)理工類(lèi)學(xué)科的綜合應(yīng)用與工程實(shí)踐能力，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生勇于創(chuàng)新。
機(jī)甲大師賽的核心規(guī)則是多功能機(jī)器人的團(tuán)隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)對(duì)抗。其中，雷達(dá)機(jī)器人能為團(tuán)隊(duì)提供賽場(chǎng)全局視野，是團(tuán)隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)決策的核心依據(jù)。東北大學(xué)TDT戰(zhàn)隊(duì)雷達(dá)機(jī)器人的目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)是基于雙層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的全局監(jiān)測(cè)方案，第一層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于標(biāo)定目標(biāo)物體是否為機(jī)器人，第二層則能夠更為精確地捕捉機(jī)器人裝甲板上的燈光顏色與數(shù)字，以判斷目標(biāo)物體的所屬隊(duì)伍與機(jī)器人種類(lèi)，進(jìn)而為團(tuán)隊(duì)提供戰(zhàn)術(shù)決策支持。
另一方面，隨著參賽隊(duì)伍機(jī)器人研發(fā)方案的不斷復(fù)雜化，常規(guī)鍵鼠的人機(jī)交互方式逐漸難以高效發(fā)揮機(jī)器人的全部性能。在此背景下，高校參賽隊(duì)逐步嘗試開(kāi)發(fā)自定義控制器，以?xún)?yōu)化機(jī)器人的人機(jī)交互體驗(yàn)和效率，從而獲得更好的賽場(chǎng)表現(xiàn)。
上海交通大學(xué)交龍戰(zhàn)隊(duì)2號(hào)機(jī)器人操作手正在使用自定義控制器兌換礦石
本賽季，大多數(shù)參賽戰(zhàn)隊(duì)的自定義控制器是用來(lái)控制2號(hào)機(jī)器人的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)。其中，上海交通大學(xué)交龍戰(zhàn)隊(duì)，在本賽季中選擇可穿戴式動(dòng)作捕捉的自定義控制器研發(fā)方案。穿戴在操作手手臂上的IMU（慣性測(cè)量單元）裝置可以實(shí)時(shí)同步手臂與機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)位姿，進(jìn)而完成礦石多角度的抓取與兌換。南京航空航天大學(xué)長(zhǎng)空御風(fēng)戰(zhàn)隊(duì)的自定義控制器，則是基于VIO方案來(lái)解算控制設(shè)備在當(dāng)前運(yùn)動(dòng)環(huán)境中的絕對(duì)空間位姿，并同步至工程機(jī)器人的機(jī)械臂。
南京航空航天大學(xué)2號(hào)機(jī)器人操作手正在使用自定義控制器兌換礦石
7號(hào)機(jī)器人是機(jī)甲大師賽中唯一全自動(dòng)運(yùn)行的地面機(jī)器人單位，也是一項(xiàng)多學(xué)科領(lǐng)域交叉融合的復(fù)雜課題。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）南工驍鷹戰(zhàn)隊(duì)，為其搭載了 Livox 360 激光雷達(dá)和全向感知攝像頭，以實(shí)現(xiàn)不同復(fù)雜情況下的自主導(dǎo)航與行為決策。此外，華南農(nóng)業(yè)大學(xué) Taurus 戰(zhàn)隊(duì)的7號(hào)機(jī)器人研發(fā)方向，則綜合了激光雷達(dá)與輪式里程計(jì)方案，既能滿(mǎn)足常規(guī)全自動(dòng)運(yùn)行要求，又能在二維場(chǎng)地建圖的條件下實(shí)現(xiàn)三維空間中的導(dǎo)航移動(dòng)。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)7號(hào)機(jī)器人研發(fā)負(fù)責(zé)學(xué)生正在調(diào)試機(jī)器人
追求極致是每一位青年工程師最為耀眼的精神底色，他們對(duì)科技創(chuàng)新懷著同樣的熱愛(ài)，在機(jī)甲大師的賽場(chǎng)上盡情揮灑自己天馬行空的想象力與對(duì)技術(shù)追求的野心。他們正持續(xù)帶來(lái)新鮮的科創(chuàng)活力與熱情。
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