“西山蒼蒼，東海茫茫，吾校莊嚴(yán)，巍然中央……”一曲老校歌的旋律響起，牽動著無數(shù)清華人的情思和對青春年華的回憶。清華107周年校慶前夕正式發(fā)布的校歌MV，以其豐富的視聽語言、精良的制作而廣受好評。這支MV采用的無人機(jī)航拍技術(shù)，來自學(xué)生“未來智能機(jī)器人”興趣團(tuán)隊(duì)（簡稱“機(jī)器人團(tuán)隊(duì)”）提供的技術(shù)支持。除了無人機(jī)航拍之外，他們還研發(fā)了會端茶遞水的家庭機(jī)器人、能下圍棋的“清華版Alpha Go”和完全自制的無人機(jī)等，堪稱清華園里的“黑科技”團(tuán)隊(duì)。
完善的培養(yǎng)機(jī)制
機(jī)器人興趣團(tuán)隊(duì)成立于2012年，為校內(nèi)對機(jī)器人開發(fā)感興趣的同學(xué)們提供了一個學(xué)習(xí)、交流、創(chuàng)新的平臺。團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有的研發(fā)項(xiàng)目囊括了大多數(shù)成員感興趣的方向，主要包括智能車、雙足（多足）機(jī)器人、智能飛行器、實(shí)用型機(jī)器人和多智能體協(xié)同技術(shù)等等。
包括已經(jīng)畢業(yè)的校友在內(nèi)，未來智能機(jī)器人興趣團(tuán)隊(duì)成立至今先后吸納過200余名正式成員，目前活躍的成員約為十幾人，堪稱一支“小而精”的隊(duì)伍。隊(duì)伍成員來自全校十多個院系，其中以信息學(xué)院的成員居多，但也不乏來自美術(shù)學(xué)院、新聞學(xué)院等文科院系同學(xué)的身影。團(tuán)隊(duì)現(xiàn)任理事長、自動化系在讀研究生馬浩程說，團(tuán)隊(duì)希望匯集不同學(xué)科背景的同學(xué)，通過不同學(xué)科思維的交融和碰撞，實(shí)現(xiàn)思想與能力上的取長補(bǔ)短，給團(tuán)隊(duì)帶來創(chuàng)新的火花和靈感的啟迪。
馬浩程介紹說，機(jī)器人興趣團(tuán)隊(duì)的成員除了來自不同院系，還覆蓋本科、碩士、博士等多個年級。高年級的老隊(duì)員往往承擔(dān)著管理與開發(fā)骨干的工作，而低年級的新隊(duì)員則可以在團(tuán)隊(duì)中接受培訓(xùn)，并跟隨老隊(duì)員共同參與項(xiàng)目的開發(fā)。每年，團(tuán)隊(duì)中大約有五六個科技項(xiàng)目同時進(jìn)行，新隊(duì)員可以在充分了解各項(xiàng)目情況后，根據(jù)自己的興趣和能力參加其中的一些項(xiàng)目。也有一些新隊(duì)員已經(jīng)有了自己初步的項(xiàng)目構(gòu)想，團(tuán)隊(duì)會為他們提供場地資金、技術(shù)指導(dǎo)、能力培訓(xùn)等各方面資源，支持他們成立、研發(fā)自己的項(xiàng)目。由此，團(tuán)隊(duì)自然形成了梯隊(duì)，并在培訓(xùn)與開發(fā)過程中建立傳幫帶機(jī)制，讓新成員逐漸變成“老同志”，既能夠保證一些優(yōu)秀項(xiàng)目的傳承性，也讓同學(xué)在興趣團(tuán)隊(duì)中真正得到鍛煉和成長。
興趣是最好的老師
在興趣團(tuán)隊(duì)中，興趣是最重要的驅(qū)動力。馬浩程大一下學(xué)期就在學(xué)長的“安利”下成為團(tuán)隊(duì)的一員，當(dāng)時隊(duì)里的學(xué)長學(xué)姐們正在做一個關(guān)于四旋翼的項(xiàng)目，而多軸飛機(jī)還不像今天這樣火，大一的馬浩程對無人機(jī)幾乎一無所知，好在有學(xué)長學(xué)姐手把手帶著。他笑著回憶起當(dāng)時年輕的自己充滿了干勁，每天下了課就來到活動室，跟著學(xué)長學(xué)姐們一起廢寢忘食地“刷夜”、做項(xiàng)目。就這樣，在興趣的自發(fā)驅(qū)動下，兩個月內(nèi)他就做出了一套初具雛形的飛控。
走進(jìn)機(jī)器人團(tuán)隊(duì)的活動室可以看到，擺放在房間中的大大小小的智能飛行器（無人機(jī)）中，既有成員自行購買的，也有企業(yè)贊助商提供的，還包括隊(duì)員自己制作的。在清華校園內(nèi)，無人機(jī)堪稱大放異彩——無論軍訓(xùn)航拍、招生宣傳片還是校歌賽視頻，都離不開機(jī)器人團(tuán)隊(duì)的拍攝支持。有時候，團(tuán)隊(duì)也會組織隊(duì)員前往校外舉辦飛行活動。
除了無人機(jī)的拍攝應(yīng)用場景外，團(tuán)隊(duì)成員還會自發(fā)地改進(jìn)無人機(jī)技術(shù)。馬浩程介紹了近兩年團(tuán)隊(duì)的一個項(xiàng)目，即通過地面攝像頭追蹤近建筑物作業(yè)的無人機(jī)，對其進(jìn)行定位修正。通常，無人機(jī)飛到高樓附近時GPS信號會出現(xiàn)誤差，飛機(jī)的GPS定位比實(shí)際位置離墻面更遠(yuǎn)，這種錯誤的反饋使飛機(jī)向靠近建筑的方向飛行，容易誤撞墻面。為了解決這一問題，團(tuán)隊(duì)成員提出了一個想法：在地面裝置攝像頭跟蹤無人機(jī)，根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)修正飛機(jī)定位。相比起在飛機(jī)上裝攝像頭，地面裝置更穩(wěn)定、更精確，更能有效地解決問題。
活動室門外擺放著一臺下棋機(jī)器人，是團(tuán)隊(duì)里一位修美術(shù)學(xué)院雙學(xué)位的同學(xué)所設(shè)計(jì)的畢業(yè)作品。機(jī)器人配有有攝像頭和機(jī)械臂，能夠捕捉、識別對手下棋的動作，并通過機(jī)械臂下棋。實(shí)際上，這臺機(jī)器人配套的下棋程序堪稱“歷史悠久”，團(tuán)隊(duì)成員早在谷歌的Alpha Go橫空出世之前就已經(jīng)開始編寫、調(diào)試這套程序。近年來，隊(duì)員還給它增加了人機(jī)交互的功能，機(jī)器人能夠識別對手是否在認(rèn)真下棋，從而決定是要嚴(yán)陣以待，還是隨意應(yīng)付。除了下圍棋之外，機(jī)器人還能完成擺盤、收棋子、擺出特定圖案、玩貪吃蛇游戲等一系列動作。
馬浩程還特別介紹了團(tuán)隊(duì)中的一個重要項(xiàng)目——家庭服務(wù)機(jī)器人。這一項(xiàng)目已經(jīng)做了四年，所設(shè)計(jì)的機(jī)器人主要用于家庭服務(wù)，能夠不需遙控、不經(jīng)人為干涉而在室內(nèi)進(jìn)行自主導(dǎo)航，與人類進(jìn)行簡單的對話，識別并遞送可樂、蘋果、薯片等常見的物品。目前機(jī)器人只能識別已有知識儲備庫內(nèi)的東西，未來，團(tuán)隊(duì)還將基于炙手可熱的深度學(xué)習(xí)開發(fā)更多功能。
群英薈萃的優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)
機(jī)器人團(tuán)隊(duì)吸引了大量優(yōu)秀的清華同學(xué)，已經(jīng)連續(xù)三年將自動化系年級第一名招至麾下，還有不少成員來自清華學(xué)生創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃——“星火計(jì)劃”，堪稱人才濟(jì)濟(jì)。團(tuán)隊(duì)同學(xué)間互幫互助的氛圍十分濃厚，一旦某位同學(xué)有想法要和隊(duì)員分享，或者有問題想共同探討，就會在團(tuán)隊(duì)內(nèi)部發(fā)起通知，邀請感興趣的同學(xué)們來參加講座或討論會。除了團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的分享，機(jī)器人團(tuán)隊(duì)與其他興趣團(tuán)隊(duì)，尤其是天空工場、未來通信這兩個團(tuán)隊(duì)間也有著密切的交流互動——由于方向相近、技術(shù)相似，三個隊(duì)伍間在較大程度上實(shí)現(xiàn)了資源、成員的共享。
在為期兩年的核心培養(yǎng)周期中，為了讓同學(xué)們更好地拓寬視野、學(xué)以致用，學(xué)校為興趣團(tuán)隊(duì)提供了不少走出校園的機(jī)會，或參與比賽，或參加企業(yè)實(shí)習(xí)，或進(jìn)行實(shí)踐調(diào)研。每年，機(jī)器人團(tuán)隊(duì)都會派出代表參加相關(guān)比賽，歷年比賽過程中還曾發(fā)生了不少趣事。馬浩程為我們講述了前年團(tuán)隊(duì)赴德國參加Robot Cup的情形——隊(duì)員們本來想把比賽用車帶上飛機(jī)，但在首都機(jī)場辦理行李托運(yùn)時，被地勤告知超過行李重量限制。沒辦法，大家只好現(xiàn)場把比賽用車“大卸八塊”，分裝在幾個行李箱里，才帶上了飛機(jī)。雖然過程中出現(xiàn)了小波折，然而比賽結(jié)果卻非常喜人。這樣的比賽和實(shí)踐幫助同學(xué)們更深入地了解了智能機(jī)器人領(lǐng)域的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，從而更好地站在產(chǎn)業(yè)前沿，尋找學(xué)術(shù)志趣與個人能力的結(jié)合點(diǎn)。
