我做過的機(jī)器人：仿生魚、居家機(jī)器人、無人競速車

宋廷一

我第一次參加的重大機(jī)器人比賽是2019年的“第十二屆國際水中機(jī)器人大賽”。我們的參賽作品是仿生魚，它與大家平時見到的類人機(jī)器人不同，可以說是與真魚所差無幾，甚至魚鰭等細(xì)節(jié)部分都十分逼真。

仿生魚的運(yùn)動是依靠事先編寫好的代碼來實現(xiàn)的，這些代碼我們稱之為策略。比賽的水池上方有一個攝像頭，這個攝像頭就相當(dāng)于仿生魚機(jī)器人的眼睛，攝像頭采集水池中的信息并將信息傳遞給處理器，處理器相當(dāng)于仿生魚機(jī)器人的大腦，它處理后，根據(jù)提前加載好的策略，控制仿生魚機(jī)器人的運(yùn)動。

在這次的競賽中我們一共參加了搶球博弈、水中救援、水球2V2和水中角力四個項目。

在搶球博弈項目中，雙方各自用一條仿生魚機(jī)器人，搶奪水池中的三個水球，將球帶入己方球門范圍以內(nèi)。甚至可以游至對方球門范圍以內(nèi)將對方的球帶出。待5分鐘比賽時間結(jié)束，查看雙方球門范圍內(nèi)的水球的數(shù)量，多者一方為獲勝方。

水中角力項目是將水池中的漂浮物用仿生魚機(jī)器人頂向己方區(qū)域。1?分鐘內(nèi)，仿生魚機(jī)器人率先將漂浮物完全頂向己方區(qū)域獲勝。若機(jī)器人沒有完全頂向己方區(qū)域，則占有漂浮物的面積較大一方獲勝。若雙方面積相等，比賽將直接進(jìn)入加時賽。

水中救援項目是在水池中安放5個支柱，每個支柱上放有一個盒子，仿生魚機(jī)器人逐一沖撞支柱，支柱上的盒子落入水中，代表成功營救受困小魚，則獲得相應(yīng)分?jǐn)?shù)。

在水球2V2項目中，雙方各用兩條仿生魚機(jī)器人進(jìn)行比賽，兩個機(jī)器人互相協(xié)作，將水池中的水球攻入對方球門。

在這四個項目中，我們在水中角力項目發(fā)揮出色，取得了一等獎;搶球博弈項目獲得了二等獎;水球2V2項目與水中救援項目發(fā)揮不理想，但也獲得了三等獎。

我參加的第二個重大機(jī)器人比賽是2019年“第二十一屆中國機(jī)器人及人工智能大賽”，我們的作品是居家機(jī)器人。居家機(jī)器人與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系十分密切，機(jī)器人與物聯(lián)網(wǎng)智能家居實現(xiàn)互聯(lián)互通，之后便可以去執(zhí)行一些操作。例如當(dāng)檢測到煤氣泄漏時，機(jī)器人可以發(fā)出指令，關(guān)閉燃?xì)忾y。

我們這款居家機(jī)器人可以實現(xiàn)對家中窗、燈、風(fēng)扇等設(shè)備的控制，同時可以檢測室內(nèi)二氧化碳值和煙霧情況，并且還可以提醒老人按時服藥。

比賽時這樣進(jìn)行：先操縱機(jī)器人利用激光雷達(dá)對搭建的模擬房間構(gòu)建房間內(nèi)的地圖，這個時候要用鍵盤控制機(jī)器人移動，使機(jī)器人依次經(jīng)過客廳、臥室、廚房，最后回到客廳，并且要在每個房間內(nèi)選定一個地點，后續(xù)要在這些地方實現(xiàn)不同的功能。此后機(jī)器人要根據(jù)構(gòu)建地圖時的順序依次經(jīng)過這些房間，在行進(jìn)過程中完全依據(jù)此前構(gòu)建的地圖，行進(jìn)路線由機(jī)器人自行選擇，行進(jìn)過程中不能觸碰墻壁。在到達(dá)客廳時，需要檢測室內(nèi)光照度情況，語音播報光照度數(shù)值，并且根據(jù)光照度數(shù)據(jù)，機(jī)器人自主對客廳內(nèi)燈光與窗簾實現(xiàn)控制，判斷是否要開燈、開窗等。在到達(dá)臥室時，機(jī)器人檢測臥室內(nèi)溫濕度情況，語音播報溫濕度數(shù)值。檢測到溫濕度值過高時，機(jī)器人對臥室內(nèi)風(fēng)扇實現(xiàn)控制，打開風(fēng)扇。在達(dá)到廚房后，機(jī)器人檢測室內(nèi)二氧化碳情況，語音播報二氧化碳狀況，并且在檢測到煙霧時，機(jī)器人關(guān)閉廚房內(nèi)電磁閥。最后回到客廳內(nèi)時，機(jī)器人會根據(jù)當(dāng)前時間判斷是否提醒老人服藥。在比賽過程中，第一次因為地圖沒有構(gòu)建好，機(jī)器人并沒有實現(xiàn)既定的功能，只完成了光照強(qiáng)度的播報和開燈功能。我們把握住了第二次機(jī)會，重新構(gòu)建地圖，實現(xiàn)了既定功能，最終獲得了一等獎。

這次比賽中我們的另一個作品是無人駕駛競速車。無人駕駛競速車也是搭載了一個激光雷達(dá)，比賽時也是要對賽道構(gòu)建地圖，與居家機(jī)器人不同的是不需要選擇特定的點，只需構(gòu)建好賽道地圖即可。

比賽時，在賽道中有設(shè)置的路障，無人駕駛車要以最快的速度跑完整個賽道并且盡可能的不碰觸路障。這兩者互相矛盾，速度越快，碰到路障的可能性就越大，需要進(jìn)行取舍，盡可能的拿到相對較高的分?jǐn)?shù)。

在比賽中，伙伴們根據(jù)賽場的情況，調(diào)整了無人駕駛車的速度，車并沒有全速行駛，以減少碰觸路障的數(shù)量，只觸碰了一個路障。正是因為我們?nèi)∩岬卯?dāng)，在保證一定的速度的前提下，減少了觸碰路障的數(shù)量，最終獲得了一等獎。

責(zé)任編輯：宋明晏