我在大疆機器人大賽上,看到了青年工程師最燃的青春

寓揚發表於2019-08-14

我在大疆機器人大賽上,看到了青年工程師最燃的青春

在工程師版「王者榮耀」背後,經歷五年的積澱與蛻變,大疆的教育野心進一步呈現,形成了由賽事、產學研合作、假期營、硬體四個部分構成的機器人教育體系。

撰文 | 寓揚

深圳寶安體育館內,演唱會級的燈光和舞美環繞,臺下紅藍雙方激戰正酣,伴隨著解說員慷慨激昂的陳詞,滿體育館的觀眾在歡呼聲中將比賽推向高潮。你很難想象這是一場機器人大賽。

我在大疆機器人大賽上,看到了青年工程師最燃的青春

所有機器人戰車均來自不同的大學戰隊,由學生親手設計每一個機械細節,書寫每一行程式碼,然後帶著自己心愛的機器人,歷時一年,從分割槽賽到總決賽,不斷突破重圍,來一場青年工程師間的巔峰對決。這正是大疆 RoboMaster 機甲大師賽的魅力所在。

RoboMaster 就像一個現實版的「王者榮耀」,在一個籃球場大小的場地中,分佈著紅藍雙方的啟動區(基地)、補給區、荒地區(作戰)和資源島,英雄機器人提供暴力輸出(射手),工程機器人承擔補給和治療(輔助),步兵機器人充當「戰士」,哨兵機器人扮演基地的最後一道防禦(防禦塔),空中機器人(無人機)則負責提供空中視野和空中打擊,率先擊敗對方基地水晶的一方獲勝。

我在大疆機器人大賽上,看到了青年工程師最燃的青春

相比往年空中機器人僅扮演「偵察兵」的角色,今年其戰略地位和輸出能力顯著提升,一下轉變為「前鋒」。今年的資源島也合二為一,更凸顯雙方爭奪「彈丸」的對抗性。另一個關鍵的變化是引入能量機關,就像王者榮耀中的「大小龍」,率先啟用一方獲得 Buff 增益加持。

冠軍爭奪賽現場,東北大學與上海交通大學兩支戰隊展開激烈角逐,一番較量之後,東北大學用步兵機器人率先啟用能量機關,緊接著啟動空中機器人,在 Buff 加持下,越過對方哨兵「防禦塔」,在距離對方基地水晶 10 米開外的地方直接空中打擊,一波流秒掉對方基地全部血條,用技術將 7 分鐘的對抗賽縮短到近一半時間。最終在全場的歡呼聲中,東北大學以 3:1 的成績奪冠。

帶著自己親手打造的機器人,過五關斬六將,殺至決賽,一舉奪冠,他們歡呼著舉起獎盃的那一刻,我看到了青年工程師最酷的青春。東北大學一位隊員自豪地稱,RoboMaster 大賽以一種更酷炫的方式向大眾呈現了工程師的日常。

我在大疆機器人大賽上,看到了青年工程師最燃的青春

而在機器人大賽背後,大疆的教育野心也近一步暴露。

1 空中機器人吊射基地的背後

大疆舉辦機器人大賽的想法起源於 2013 年,當時以暑期夏令營的形式招募了約 20 名大學生,進行賽事探索與嘗試。2015 年,第一屆 RoboMaster 機甲大師賽正式啟動,如今已走過五個年頭。

今年 RoboMaster 大賽共迎來全球 10 餘個國家及地區的 174 支戰隊參與,最終 32 支戰隊殺入決賽,主要考核團隊的技術研發、機械設計、工程化、團隊協作、對戰策略等能力,也是大疆極力宣揚的工程師文化的一種體現。

值得關注的是,相比去年,今年大賽的 8 強戰隊換了近一半,之前連續兩年奪冠的華南理工大學卻未進入總決賽。RoboMaster 技術總監包玉奇解釋道,今年隊伍的整體實力明顯提升,進入決賽的隊伍在技術上的差距並不大,呈現出較為激烈的對抗,此時比拼的就是各個戰隊技術的創新性、機械結構的穩定性以及團隊戰術與配合能力。

在激烈的機器人對戰中,機器之心也看到競賽背後,技術的傳承與創新。

我在大疆機器人大賽上,看到了青年工程師最燃的青春

步兵機器人

在攻擊時,機器人通過彈道發射彈丸,準確地打擊到對方機器人的裝甲板才會使其掉血,裝甲板(兩條燈帶之間的位置)則分佈在機器人的四周和頂部。

「如何有效地攻擊到對方而不被擊中」就成了一個關鍵技術問題。為此,華南理工大學在 2016 年設計出「扭腰」結構,即保持射擊雲臺不動攻擊對方,同時底盤左右扭動避開對方對裝甲板的打擊。

隨後,礦業大學又在此基礎上設計出「小陀螺雲臺」打法,在保持雲臺穩定的情況下,底盤進行 360 度旋轉避開攻擊。這背後的難點是,必須要保持雲臺中心點和底盤的重心處在同一條直線上,才能保持機器人的穩定。而今年這一技術也成為決賽隊伍的標配。

與此同時,決賽隊伍都引入機器視覺進行自動瞄準,如大連交通大學的步兵機器人,在攻擊對方移動中的地面機器人時,命中率高達 40%(平均水平約為 10%)。毫不誇張的說,2019 年賽季的頂級步兵機器人可以完勝 2016 年所有的參賽隊伍。

我在大疆機器人大賽上,看到了青年工程師最燃的青春能量機關

能量機關可謂是本屆大賽的制勝法寶,但率先攻下並不容易。它是一個旋轉的「大風車」,由五片扇葉(裝甲板)組成,需要機器人在 8 米外進行射擊,依次擊中每個扇葉才能啟用 Buff 加成。如果用肉眼看 8 米外的裝甲板僅有指甲蓋大小,因此機器人必須有更強的機器視覺能力,以及精準的彈道射擊能力。

今年賽場上的最大亮點是空中機器人,相比去年它具備更強的輸出能力。東北大學奪冠的核心就是「能量機關+空兵暴力輸出」,也是本屆大賽規則下唯一具備空兵一波流擊毀敵方基地的能力

我在大疆機器人大賽上,看到了青年工程師最燃的青春

空中機器人吊射基地

然而在十米開外的空中展開打擊意味著更高的技術挑戰。包玉奇談道,空中無人機的精準打擊,首先考驗的是機械設計和飛控引數的調節,保證無人機飛行的穩定性;第二需要機器視覺輔助瞄準,測量距離,計算彈道補償角度,實現精準打擊;此外,空兵還需要克服發射彈丸後的後坐力,保持整個雲臺穩健,綜合這三方面的技術才能實現空中暴力輸出。

作為面向公眾直觀呈現機器人對抗的競賽,一套直觀、靈敏的裁判系統尤為重要,大疆也為此自主研發了專用的裁判系統,包括軟硬體兩部分,用以實時地蒐集紅藍雙方的對戰資料。

硬體層面,裁判系統通過裝甲板監測監測彈丸打擊,通過感測器蒐集機器人的運動速度、火力輸出以及命中率等。軟體層面,大疆開發了一套直播系統,能夠向公眾清晰的呈現地圖中的對戰情況、血量傷害等資訊。

為了讓現場觀眾有更好的感官體驗,大疆還為賽事增添了新的技術元素——AR 血條,它能將雙方對抗結果實時呈現在血條上,讓觀眾直觀的感受機器人對抗的激烈。

這也是 RoboMaster 相比 ABU Robocon(亞太大學生機器人競賽)、全國大學生電子設計競賽等同類賽事的差異點所在,它看起來更像是一場由機器人組成的電競比賽,以一種更酷炫的方式呈現工程師的日常。

2 大疆的「T型」教育野心

以 RoboMaster 機甲大師賽為抓點,通過橫向擴張與縱向擴充,大疆佈局教育的「T 型」全貌浮出水面。

橫向上,海外已成為 RoboMaster 征戰的下一個戰場。今年 RoboMaster 就有來自海外及港澳臺地區的 17 支隊伍參賽,另外今年 3 月,它還以高中生賽事的形式首次落地澳門。

據 RoboMaster 組委會介紹,大疆已在日本成立地區組委會,將在今年 8 月底舉辦大學生夏令營,在日本高校間展開機器人競技。

賽事運營總監楊明輝表示,大疆希望通過夏令營的形式先把隊伍培養起來,日後也會在日本舉辦國內同級別的競賽,「等日本市場形成穩定的模式後,大疆還會把這些模式推廣到北美和歐洲,花五到十年將 RoboMaster 打造成一個全球賽事」。

在縱向上,大疆也在不斷上探與下探機器人教育的邊界。在定位上,RoboMaster 機甲大師賽主要圍繞本科生群體展開。而圍繞碩博生,RoboMaster 推出人工智慧挑戰賽,側重演算法層面創新。

往低年級走,則是大疆面向高中生的假期營。據瞭解,今年夏令營共收到 1000 多份申請簡歷,最終 100 餘人入選。學生會接受為期三週的培訓,系統學習理論知識,並將機械設計、電子、軟體程式設計等能力進行實踐,團隊協作搭建出一臺機器人。今年的課題是自動駕駛與機器人在物流倉儲領域的應用,課題可謂既運用了前沿技術,又落地到實際問題。

我在大疆機器人大賽上,看到了青年工程師最燃的青春

假期營在培養學生青年工程師文化的同時,也為大疆 RoboMaster 大賽輸送新鮮的血液。RoboMaster 技術總監包玉奇稱,「今年香港科技大學戰隊的成績進步了很多,一個原因就是高中假期營輸送了很好的力量。」

而在酷炫的比賽背後,RoboMaster 還是一個科創平臺,與國內外高校進行產學研合作。目前,RoboMaster 已與北京航空航天大學在內的 7 所高校聯合開設多旋翼飛行器原理、多旋翼飛行器應用開發及地面機器人應用開發等課程,並與超過 18 所國內高校成立重點實驗室,同時提供科研裝置及資金支援,與高校一同推進機器人與自動化等領域的科研進展。

我在大疆機器人大賽上,看到了青年工程師最燃的青春

大疆 RoboMaster S1

依託於近 5 年 RoboMaster 大賽的技術沉澱,今年 6 月份,大疆推出首款教育機器人 RoboMaster S1,將市場進一步擴充套件至消費級。楊明輝稱,圍繞 S1,大疆也會與學校展開合作,共同開發教育課件、編纂教材,輸出到教育領域。

經歷五年的積澱與蛻變,RoboMaster 形成了由賽事、產學研合作、假期營、硬體四個主要部分構成的機器人教育體系,大疆對於教育的野心進一步呈現。

3 機器人行業的「黃埔軍校」

隨著教育體系的逐步完善,RoboMaster 團隊也浮現在公眾視野。

它是大疆內部的一級部門,日常成員有 100 多人,一旦進入賽事階段,團隊會快速擴充至兩三百人。RoboMaster 團隊主要由研發、運營人員構成,研發人員佔比達七成。

值得關注的是,賽事運營總監楊明輝稱,「部門不以盈利為目標,而是以教育方面的擴充套件,人才培養為目標。」

機器之心瞭解到,大疆每年為 RoboMaster 的投入達七八千萬,五年累計投入約 3.5 億,並且目前都沒有商業化考量。作為一家商業公司,大疆重金投入的非盈利行為,意欲為何?

南方科技大學系統設計與智慧製造學院吳景深院長認為,大疆此舉看的更加長遠。從人才培養的角度來說,通過比賽,企業可以將學生培養成具備未來工程師素質的人才,而人才是不能用金錢來衡量的。通過比賽這種形式,大疆也可以更好的向學生、公眾傳播自身的企業文化,增強學生對工程師文化的認同。

從技術創新的維度來看,學生的想法往往不受束縛,一些新鮮的想法很有可能為企業帶來新的思路來源。這一點在大疆教育機器人 S1 上就有體現,它的一些靈感就脫胎於 RoboMaster 戰場。

吳景深教授還從新工科教育的角度談道,企業的競賽投入也是對高等教育的一種孵化,企業需要的工程師能力和技巧,往往學校沒有能力滿足,通過產學研合作,才能夠培養出企業真正需要的人才。

人才培養與傳播工程師文化外,大疆公關總監謝闐地道出了另一個重要原因,「大疆是一家想做基礎設施的公司」。他說大疆最核心的目標是讓工程師受尊重、各行業智慧化自動化最大化,由此大疆的核心價值就能體現,在更廣闊的市場提供基礎設施。

另一面,走過 5 年曆程的 RoboMaster 也正在開花結果,一些從賽場上畢業的「RM 系」選手,開始在機器人領域嶄露頭角。

據 RoboMaster 組委會透露,首屆參賽的深圳大學戰隊隊長譚柱,聯合同學創立的鬆靈機器人有限公司,其研發的智慧雲箱搬運機器人亮相高交會,研發的智慧停車機器人獲得數百萬元天使投資。同年參賽的東北大學戰隊隊長龔佳樂,也相繼在今年博士生畢業後創辦了科技公司。

據不完全統計,目前已有十餘家機器人領域的創業公司從 RoboMaster 誕生,累計獲得市場投資超過數千萬元人民幣。

參加過機甲大師賽的選手,正在成為科技行業一股冉冉升起的新生力量。

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