仿生機器人活動的巨大魅力

羅雪華

仿生學是模仿生物的特殊本領的一門科學，是生物學、數學和工程技術學互相滲透而結合成的一門新興的邊緣科學。它的任務就是要研究生物系統的優異能力及產生的原理，并把它模式化，然后應用這些原理去設計和制造為人類服務的新型技術設備和機器。1960年第一屆仿生學會議為仿生學確定了一個有趣而形象的標志：一個巨大的積分符號，把解剖刀和電烙鐵“積分”在一起。這個符號的含義不僅顯示出仿生學的組成，而且概括表達了仿生學的研究途徑和運用方法。

仿生機器人是指模仿生物、從事生物特點工作的機器人。江蘇省Power Tech仿生機器人創意大賽，就是制作模仿生物、從事生物特點工作的機器人的創意活動。它要求選手們利用干電池和小型直流電機作為動力，利用蝸桿、渦輪和變速箱原理來進行簡單的機械傳動，利用簡單板材制作骨架，并巧妙地利用數字電路中的RS觸發器、微動開關進行競速接力傳遞。最后，要求同學們走進大自然，發揮豐富的想象力和創造力為仿生機器人制作造型。比賽宗旨是培養學生“好思考、樂創作、勤動手、夯實基本功”的科學思維方法和大國工匠精神。為學生創造獨立動腦、動手的機會，充分激發學生的科技創作潛能。活動較嚴格的時間限制，也要求學生必須具備團隊合作精神與默契，具備及時“發現問題、處理問題、解決問題”的能力，才能按時完成作品制作，順利參加比賽。

Power Tech仿生機器人創意大賽，有一系列統一、規范的競賽規則。規則規定：競賽時，參賽隊員只能帶手動工具和A4圖紙進場，現場統一發放材料包。創意制作是在3個小時內，將電動機、齒輪、木板、木棒加工成3個仿生機器人，并且制作過程必須獨立完成、獨立調試，然后用自己制作的機器人進行規定項目的比賽。這3個仿生機器人的要求也各不相同，如“萬獸之王”要求能像老虎或馬一樣四腳行走，“蟲蟲危機”要求能像毛毛蟲一樣蠕動爬行，“龍貓巴士”要求能像巴士一樣四輪前進。

2015年，在校領導的全力支持和師生們的共同努力下，南京外國語學校組織參加了兩次仿生機器人大賽，均取得了驕人的成績。2015年10月31日，江蘇省Power Tech仿生機器人創意大賽在南京金陵中學河西分校隆重舉行，南京外國語學校派出4支隊伍共16位同學參賽。他們通過2個月的系統學習和刻苦訓練，在比賽中取得了較好的成績。其中，二隊的郭翹楚、王佳翼、韓欣然、陳煜欣獲綜合總分季軍（在特等獎中產生），四隊的李堯、明嘉浩、史博然、丁英芪獲特等獎；一隊的蔡康嘉、沈童童、劉銳、鄭文睿獲二等獎，三隊的劉雨辰、陳玥如、劉思遠、張海川獲二等獎。

通過這次比賽，同學們得到了許多意想不到的收獲。二隊隊長郭翹楚同學說：“作為電子工程大學專業的申請者，之前我對電子和機械的了解從沒有跳離計算機、處理器和電路板，對齒輪發動機和鋸木頭這些‘上個世紀的東西有點束手無策。仿生機器人大賽讓我從零開始，用手搖鉆和鋼絲鋸重新探索‘制作的含義。在羅老師的指導下，我們學到了很多技能。這些仿生機器人看似極為簡單，但制作過程中卻不斷出現新問題，如發動機被燒壞、齒輪打損、機器人走偏，同樣的制作流程每次都會出現不同的問題，這使得每一次的檢修經歷都變成了我們發揮獨立思考能力的機會。這種滿足感對于我們這些初學者來說非常重要，它讓我們體會到工程師設計、創新的快樂，對待機械問題的信心也大大增加。另外，這個比賽的團隊協作要求極強，讓隊友在活動中學會信任和擔當，這也使比賽充滿了友誼和歡樂。總之，這個比賽重塑了我對電子、機械的熱愛和理解，在申請美國大學的面試中，面試官也跟我頗有興致地談起這段經歷，無論從過程還是結果來看，都是一次受益匪淺的經歷。”

2015年12月，郭翹楚同學被美國賓西法利亞大學M&T項目錄取，該項目是賓大沃頓商學院和賓大工程學院聯合設立的一個雙學位項目，它的關注點就在于培養管理與技術兼顧、人文情懷與科技創新平衡的未來商業領袖。

被保送到上海交通大學的王佳翼同學說：“在保送選拔中，我把參加比賽的這段經歷寫在了個人簡歷里，面試時老師專門問了我許多參加這項比賽的相關問題。”

根據“十三五”規劃綱要，未來5年，我國將在高端裝備生產、航空航天、海洋、新能源汽車等領域加大投入。這些都需要青年學生在中學階段做好充分準備，需要跨學科的思維能力，這對于成長為大師、科學家和高級工匠來說，是必不可少的儲備。為了更好地培養學生的創新精神和實踐能力，我們要堅定不移地實施創新驅動發展戰略，抓好基礎技術、通用技術。為此，南京外國語學校為同學們提供了豐富多彩的選修課（包括仿生機器人與激光雕刻），同學們獨創的各種社團、俱樂部也都為他們興趣和夢想的實現提供了良好的土壤。愿同學們插上仿生的翅膀，去實現人生的夢想！