郑大故事：记郑州大学2018中国机器人大赛夺冠团队（图）
郑大故事：追求卓越 “智造”未来
——记郑州大学2018中国机器人大赛夺冠团队
不久前，2018中国机器人大赛在四川宜宾举行，来自全国30个省、自治区、直辖市，267所学校的1450支代表队，共4100余名师生同场竞技。来自郑州大学信息工程学院智能机器人创新基地的服务机器人和水下机器人两个团队，一举夺得双冠军，展现了郑大学子勇于创新、追求卓越的风采。
夺冠的背后，是两个团队夜以继日的拼搏和努力，是多年来智能机器人创新基地不断的摸索和积累，让我们一起走近他们的故事。
高分夺冠 ，赛场赢得喝彩
全向视觉技术，即360度智能图像处理技术，在人机交互、地理信息、工程管理、环境模拟、医疗诊断、农林业管理等领域都有较广的应用。本次比赛，郑州大学服务机器人实验室团队凭借创新性的“360度机器人视觉交互”解决方案，从众多团队中脱颖而出，斩获冠军。
该机器人的“双眼”是由两个低成本的180度鱼眼摄像头构成的。鱼眼摄像头虽然拓宽了机器人的视野，却会使呈现的图像变形。该团队通过编程技术，将鱼眼摄像头的图像展开，再进行拼接融合，使之恢复正常，大大提高了服务机器人定位和识别的精确度。
“机器人可实时识别人脸和人体，从而实现360度全向人机交互的功能。”团队成员苏帅介绍， “这项技术具有普适性，还可以根据需要，搭载其他神经网络模型，加速家庭服务机器人的智能化，裁判们都非常感兴趣。”
而在大赛会场的另一边，郑州大学水下机器人团队也一举夺冠，成为了历届比赛中唯一拿到全部得分点的代表队。
可是，赛前的准备并不像比赛当天那么顺利。比赛的前一天，队长王凯甬发现机器人的元件出了问题。“当时只能尽量减少赛前的调试次数，尽量将每一次调试做到完美。”王凯甬回忆，他们从早上7点半调试到晚上10点半，整整15个小时，几乎没有休息。由于时间太晚，他们错过了从赛场回酒店的末班车，只能步行回去。
“这次夺冠是对我们的激励，希望我们研发的机器人不只存在于实验室，而是能够在海底搜救、资源开发、水质检测、泄露治理等方面得到应用，对社会有所贡献。”王凯甬说。
据悉，中国机器人大赛是目前我国最具影响力和权威性的机器人技术大赛、学术大会和科普盛会，从1999年首次举办以来，至今已成功举办了19届。该赛事设置了篮球机器人、服务机器人、水下机器人、空中机器人等17个“水陆空”竞赛项目，涉及服务、旅游、医疗等多个领域，具有科技含量高、学科跨度宽、参与面广和展示性强等特点，在国内智能制造领域具有举足轻重的地位。
着眼细节，为研发倾注心血
“从没见过这么漂亮的机器人！”看到郑州大学水下机器人团队自主研发的水下巡游机器人后，参赛师生纷纷感叹道。
该团队的水下巡游机器人形状酷似一头黄色鲸鱼，打破了方形外观的常规，采取流线型设计，极大地减小了机器人在水中的阻力。该机器人还采用了国际标准的动力布局，精确组装四个螺旋桨，使之能够在水中快速稳定地运行。
这美观的外形凝聚了成员们大量的心血：先用电脑仿真模拟设计出机器，再用3D打印机打印出各个部件进行组装。
由于机器人上下设计不尽相同，成员们需要对每一块外壳都编号，仅仅是机器人的外壳，就分了32个部分。
对于水下机器人来说，最重要的就是防水。在拼接外壳时，他们使用防水的丙酮进行拼接缝合，用原子灰进行缝隙填补，再进行喷漆，而在内部，则用卡夫特胶一点一点地涂满机身的各个部分。机器一旦组装完成就无法拆卸，因此在组装时必须一次成型，这给团队带来了极大的挑战。
服务机器人的研发同样一波三折，单是实现全向视觉技术的突破，该团队就花了5个月的时间。
“这些关键技术的突破是我们不断摸索得来的。”服务机器人团队队长刘斌介绍，“自己一个人研究太枯燥了，我们通常轮流进行调试，打赌谁能够完成，有时我们还分成两个小组进行比赛，增强了大家的干劲儿。”
“除了技术突破，我们还在思考怎么降低成本。”苏帅说，“经过不断尝试后，我们想到，利用CPU和GPU异构计算加速神经网络推理，这就大大降低了硬件成本，节省了资金。”
厚植沃土，培育创新人才
服务机器人团队和水下机器人团队的成员大多是大一时就进入实验室的，他们把实验室当做了自己在学校里的第二个“家”。“平时我们不是在教室上课，就是窝在实验室里做研究。实验室的学习氛围特别浓厚，在身边人的感染下，我的学习成绩也在不断提高。”刘斌笑着说。
“这次大赛获得双冠军，离不开机器人实验室多年来的技术积累。”郑州大学信息工程学院智能机器人创新基地主任张大伟老师介绍，每年各机器人实验室都会面向全校招揽人才，新成员在老成员的帮助、带领下，经过近一年半的学习和实践后，有机会与老成员一起参加比赛。“这既是新成员增长经验的过程，也是实验室研发技术不断累积、传承的过程。”张大伟说。
张大伟老师对实验室里学生的创新实践能力高度赞扬:“这些学生给我最大的感受就是专注、执着和团结。”张大伟称，刚进入实验室时，成员们就选定了自己的方向，专注投入地搞研究。“每位成员都很努力，也很出色，拿服务机器人团队的苏帅来说，他擅长编程，今年，他一个人就攻克了人脸识别技术和导航技术两大难关。”
机器人实验室的老师们鼓励学生积极参加比赛，给他们提供良好的参赛平台，如“挑战杯”“互联网+”“中国机器人大赛”等，并为他们提供赛前指导，进行技术培训。此外，学校还为他们提供了充足的经费，保障创新人才培养和机器人研发的顺利进行。
“我希望学生们能够珍惜学校提供的平台，做出更好的成绩。”张大伟老师说，未来，希望实验室成员能向国际机器人大赛迈进，更好地与国际接轨。
据了解，早在2009年，为了进一步提高学生的工程实践、创新和创业能力，郑州大学信息工程学院就成立了智能机器人创新基地，设有空中机器人实验室、服务机器人实验室、双足机器人实验室、仿真机器人实验室、擂台机器人实验室等5个实验室。自成立以来，累计获得一等奖和金奖100多项，申请国家专利60多项，国家级和校级创新创业项目150多项，已经成为郑州大学大学生创新创业成果的一个响亮品牌。（撰稿 学生记者 巫彤 吴鸿瑶 罗喻文）
郑州大学2018中国机器人大赛夺冠团队
郑州大学信息工程学院智能机器人创新基地设计的机器人
