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校园机器人演绎青春梦 跳舞打球样样精通
发稿时间:2013-11-08 09:04:27来源:北京晚报作者:未知中国青年网

11月2日,北京信息科技大学小营校区。

周末的早上,晨雾笼罩下的校园还在沉睡,整个校园显得有些沉寂。然而,操场西侧的体育馆内,却已是人声鼎沸,一片热火朝天:“音乐声音再调大一些”,“程序重新再试一下”……

这里是首届华北五省机器人大赛的赛场。来自北京、天津、内蒙古等地33所高校的280支队伍将在此进行16个项目的角逐,台湾建国科技大学作为特邀高校也参加了比赛。足球、长跑、双人舞、高尔夫、田径赛、武术、击剑,机器人们拿出了十八般武艺,各显神通。

高山族“情侣”

跳起了《茉莉花》

“好一朵美丽的茉莉花,好一朵美丽的茉莉花,芬芳美丽满枝桠,又香又白人人夸。”悠扬的江苏民谣响起,一对“情侣”身穿高山族服饰,缓缓亮相舞台。两个“人”左伸展右蜷曲,动作一致,步调协调,赢得周围一片赞叹。

这是来自台湾建国科技大学的双人舞团队。他们的舞台与其他队伍比起来,显得似乎“繁琐”了些:与底座垂直相连了一个投影仪,上面播放着台北101大楼前的快闪活动;舞台旁边,竖着一个细长的LED字幕显示屏。领队黄彦豪自豪地介绍说,背景视频搭配舞蹈表演是他们此次比赛的最大亮点。

“在决定采纳这个创意之前,我们在网上查了很多的资料,后来发现这样的形式从来没有被采用过。”

黄彦豪介绍说,背景播放的快闪活动是今年6月15日在台北101大楼前发起的,来自内地、日本、韩国、马来西亚等地的很多观光客都参与了快闪活动。“我们想通过这样一个视频来展现各种文化的融合性。”

除了利用背景视频来展现文化的融合,在背景音乐的选择上,黄彦豪和他的团队也煞费了一番苦心。团队中年纪最小的张嘉宏说,除了以内地家喻户晓的《茉莉花》作主打歌曲,还特别选择了《高山青》、《望春风》组曲,期望以此唤起两岸的共同记忆。

“《望春风》是台湾早期的四大名曲之一,对于早期在台湾生活的人们来说,这首曲子可以说是人尽皆知,对台湾人来说,它象征着一种亲切感。而《高山青》(又名《阿里山的姑娘》)更多地代表了两岸的一种共性,曾经有作曲家说过,‘有中国人在的地方就会听到《高山青》的歌声’,这就很能说明这首歌曲的分量了。我猜在场的人肯定都听过这首歌。这两首歌都是由闽南语演唱,我们怕大家会听不懂,所以特意准备了字幕显示屏。”

舞蹈的编排是整个流程的关键。黄彦豪说,整个团队在网上搜集了几乎所有《茉莉花》的伴舞视频。但是实际操作起来,还是觉得很难。“毕竟机器人跟真人不一样,动作太小,无法展现舞蹈的美;动作大了,平衡问题又会比较麻烦。只能边写边看,边写边调。先确定手部动作,再决定脚部动作。”

“脚部动作编排是最难的,因为涉及平衡的问题,其中还包含单个动作的平衡和连续动作的平衡。做到单个动作的平衡还不难,但是连续起来就有可能会跌倒。所以就要反复进行调整。

舞蹈机器人“改行”打高尔夫

整个早上,李浩都在忙着为他的“爱将”做着比赛前最后的调试。

“其实机器人跟我们人一样,到了陌生环境也会怕生,也会水土不服,所以比赛前一定得调试,让他尽快熟悉周围环境和比赛场地。”李浩边说着,边埋头拿着鼠标点来点去。

李浩已经与他“爱将”朝夕相处了一年多,这是俩哥们儿首次并肩亮相高尔夫球赛场。今年读大三的李浩来自北京信息科技大学智能科学与技术专业。在大二的时候,他曾经参加过机器人舞蹈类比赛。“这两种类型比赛的编程还是挺不一样的。舞蹈类比较强调观赏性,只要你对机子的硬件结构有所了解,能够判断出机器人什么样的动作能做到,什么类型动作做不到,动作与动作之间怎么衔接,这就够了。但是,高尔夫球比的是算法的精准度,其编程要繁琐得多。”

自从大二的时候跟手中的这个机器人结缘之后,调程序几乎成了李浩生活中重要的组成部分。“虽然大三专业课任务很重,但是我每天都还是要抽出一两个小时来调程,每天不见上它一面,感觉跟少了点什么东西似的。”李浩笑言自己恐怕是患了“情感依赖症”。

李浩说,打高尔夫的程序没有最完美,只有更完美,自己一直在改进的路上。但是有的时候也会越改越糟。

“有的时候它也不懂我的心,不按预期的算法走。调了半天没反应,我就不想理它了,甚至会赌气不愿意再去碰它。其实我也知道,本质原因还是程序设计出了问题,我再怎么拿机器人当人看,它也不会真的故意跟我闹别扭,不按我调的来。”

但是也会有惊喜,有时候不经意在程序上改了一个很小的地方,却发生了质的改变,精准度大幅度提高。“有一次改了个小地方,结果十球五中一下子提高到了十球七中。调程就是这样,一个小的细节往往起到关键性的作用。”

飞行模拟器

圆我的“蓝天梦”

“尾翼下翘,前副翼上升,飞机尾部抬升,头部俯冲,咻,飞机平稳落地。”来自天津工业大学机械工程学院的王加富,正在给各位评委演示着他们的创意设计作品——飞行模拟器,该项目是本次机器人大赛的特设项目。

最初产生制作飞行模拟器的想法,是源自一次参观。“当时我们跟一家制作飞行员模拟训练舱的企业合作,完成了一个横向项目,制作了飞机油门台的控制设备。去公司参观时,一个个的模拟训练舱,一下子勾起了我内心的飞翔梦想。我觉得可能每个男孩子心中都有一个飞上蓝天的梦想,后来就萌生念头,要不我们也做一个吧。”

王加富他们选择飞行模拟器参赛,还有另外一层考虑。“现在我们大家经常会坐飞机,但是坐在飞机上,大家都看不到飞机是怎么起飞、降落的,所以我们想要让这样一个小小的设备来让大家了解飞机的运行状态。”

王加富口中这个“小小的设备”,其实一点也不小。长一米,高一米半,重达一百多斤。也正是因为体积太过庞大,它的“真身”未能运达现场,王加富只能遗憾地通过事先录制的视频进行解说。

今年暑假,王加富的团队正式开启了飞行梦想。先是从好几套方案中,取其精华,去其糟粕,综合了一套完善的方案。接着在电脑上做三维仿真,出工程图,找加工厂加工零部件,组装,一切进行得有条不紊,但是组装完成之后却出事儿了。

“我们试运行的时候,发现设备底下有一个支撑轴在晃动,这有点出乎我们的意料,左思右想,也想不通是哪里出了问题。”

查工程图,找资料,最后实在没辙的王加富向自己的老师求救。老师为他们介绍了一个做教具的老师傅,老师傅火眼金睛,一眼看出了毛病所在。“老师傅说我们设计时承载面太小,得加大支撑轴与底面的接触面积。我们这才恍然大悟。”

对于飞行模拟器的应用前景,王加富也想得很清楚。“我们希望可以放到少年宫或科技馆,给小朋友模拟演示飞机的起飞降落;另外,可以走进高校课堂,当作教具使用,放在如空气动力学或者机械结构的课程里,因为我们模拟器机翼的翻转、起飞、降落,很多方面都涉及空气动力学的知识原理。我们最期望的是可以放在游戏厅里,成为类似虚拟赛车的飞机模拟驾驶。当然,要实现这一步,我们还有很多地方需要完善。”

责任编辑:李栋
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