2023年中國國際海洋水下機(jī)器人大賽在煙臺落下帷幕。經(jīng)過激烈角逐，由煙臺大學(xué)機(jī)電汽車工程學(xué)院2022級本科生董宸、張慧晴和2022級研究生張旭組成的“Sucker UFO”隊在郭亭亭老師的指導(dǎo)下榮獲創(chuàng)意概念賽道特等獎。
本次大賽由中國海洋發(fā)展基金會、中國海洋發(fā)展研究會、中國海油海洋環(huán)境與生態(tài)保護(hù)公益基金會、煙臺市人民政府主辦，旨在為海洋水下機(jī)器人研發(fā)最新成果搭建展示平臺，推動海洋水下機(jī)器人事業(yè)蓬勃發(fā)展。大賽共分為AUV、ROV、創(chuàng)意概念和水產(chǎn)捕撈機(jī)器人4個賽道。來自北京大學(xué)、浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、中國海洋大學(xué)等13所高校的24支參賽隊的水下機(jī)器人，在海洋水底目標(biāo)撞擊、目標(biāo)抓取與放置、海洋水下結(jié)構(gòu)物檢修、海洋落物采集、海洋精準(zhǔn)作業(yè)等多個項(xiàng)目進(jìn)行了競技。比賽過程中，Sucker UFO隊的三位同學(xué)沉著應(yīng)戰(zhàn)，最終脫穎而出，奪得特等獎。
“首次報名參賽，一切從頭摸索”
“從一入學(xué)開始，學(xué)院的老師就經(jīng)常告訴我們一定要將書本知識與實(shí)踐緊密結(jié)合起來。”談及為什么要參加這次比賽，隊長董宸說道。彼時，他仍是一名大一“萌新”，而與他并肩作戰(zhàn)的隊員張慧晴，是他的同級同學(xué)。
或許，很多的枝繁葉茂正來自于辛勤不斷的播撒。一年的學(xué)習(xí)期間，董宸和張慧晴參加了學(xué)院組織的機(jī)電科技節(jié)、競賽宣講會等各式各樣的活動，還見證了獲得國家級、省級獎學(xué)金的優(yōu)秀學(xué)長學(xué)姐事跡，這給他們的內(nèi)心留下了深深的烙印。“我也希望自己能夠開拓自己的視野，見識到更多前沿的專業(yè)知識。”張慧晴說。正因于此，他們加入了郭亭亭老師的實(shí)驗(yàn)室。
在郭亭亭老師的鼓勵和指導(dǎo)下，他們報名參加了2023年中國國際海洋水下機(jī)器人大賽。以大一新生的身份首次參賽，這對他們來說是一個巨大的挑戰(zhàn)。車輛工程專業(yè)的董宸和機(jī)器人工程專業(yè)的張慧晴擅長側(cè)重點(diǎn)各有不同，一個偏向建模，一個偏向編程。然而，本次水下機(jī)器人大賽的建模工作量和難度很大，僅靠二位難以完成。“郭老師幫助我們聯(lián)系到了建模能力很強(qiáng)的研究生學(xué)長張旭。”就這樣，一支各有所長，兼具研究生與本科生的隊伍組建了起來，正式踏上了比賽征途。
“通力合作，打下一場場硬仗”
“既然決定要做，那就要盡力沖到最前！”團(tuán)隊在郭亭亭老師的建議以及彼此商討下，最終決定制作一款新型的水下負(fù)壓吸附機(jī)器人——水下輕量碟形仿生機(jī)器人，擁有著輕量靈活、能抓取復(fù)雜物體、抓取效果好等諸多優(yōu)點(diǎn)。目標(biāo)確定后，困難也隨之而至。
“我們選擇制作的柔性機(jī)械臂比傳統(tǒng)機(jī)械臂更加靈活，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的輕量化。”隊員張慧晴介紹道。然而，柔性機(jī)械手的復(fù)雜表面對三維建模提出了相當(dāng)高的要求。隊員三人深諳團(tuán)隊合作的重要性，迅速根據(jù)每個人的特長優(yōu)勢進(jìn)行分工。張旭負(fù)責(zé)機(jī)器人柔性機(jī)械臂的建模；董宸負(fù)責(zé)一種柔性負(fù)壓吸附機(jī)械手的建模；張慧晴則負(fù)責(zé)資料匯總以及PPT的制作和部分制圖。經(jīng)過反復(fù)的模型修改，最終確定了機(jī)器人的主體結(jié)構(gòu)。
然而，賽場答辯也是一場硬仗。由于比賽時間限制，想要通過短短的五分鐘介紹出一個新型機(jī)器人的亮點(diǎn)有著很大的難度。為了打磨比賽的答辯稿，隊長董宸時常在工作空余拿出筆記本進(jìn)行撰寫，夜晚還會對墻一遍遍演練。經(jīng)過十多天的反復(fù)練習(xí)，時間終于完美控制在了5分鐘內(nèi)；隊員張慧晴在答辯PPT制作前不斷觀察比較已獲獎隊伍PPT的優(yōu)劣，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)方法，不斷調(diào)整潤色，最終制作出了精美的答辯PPT。就是靠著這樣的互相扶持，通力合作，高山不再是高山，而是成為了見證團(tuán)隊翻山越嶺到達(dá)彼岸的功勛章。
“精益求精，每次努力都有方向”
“這次比賽能夠獲獎，離不開郭老師的細(xì)致認(rèn)真和嚴(yán)格要求！”談及獲獎感受，張旭迫不及待地說道。作為指導(dǎo)教師，郭亭亭首先對競賽規(guī)則進(jìn)行深入剖析，從頂層設(shè)計上對機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了架構(gòu)設(shè)計。尤其在功能和作業(yè)模態(tài)的底層分解上，將新型機(jī)器人按照不同模塊化單獨(dú)設(shè)計，充分利用思維導(dǎo)圖，將任務(wù)拆解后分配到每一名參賽隊員。“這樣讓我們每個人都可以有的放矢，備賽過程中瞬間有了努力的方向。”張慧晴說道。
在對機(jī)器人設(shè)計的創(chuàng)新點(diǎn)挖掘方面，郭亭亭采用頭腦風(fēng)暴法，基于組委會的競賽規(guī)則，鼓勵每位參賽隊員提出天馬行空的想法，充分發(fā)散思維，提出多元化的解決方案，進(jìn)而做到思維收斂，確定合理的機(jī)構(gòu)和方案，達(dá)到創(chuàng)新和解決問題的目的。最后，針對現(xiàn)場答辯PPT材料，郭亭亭帶領(lǐng)參賽隊員進(jìn)行了打磨和優(yōu)化，開展模擬答辯，并鼓勵隊員自己做評委。“郭老師的模擬訓(xùn)練對我的幫助是巨大的。賽場上評委所提出的問題大部分都跟郭老師練習(xí)過，這讓我一下子自信了起來，狀態(tài)也自如了很多。”原來，在每次模擬訓(xùn)練后，郭亭亭都會針對項(xiàng)目進(jìn)行預(yù)判提問，盡可能涵蓋了大部分可能會遇到的問題，并給出簡潔凝練的答案，為參賽隊員的穩(wěn)定發(fā)揮奠定了基礎(chǔ)。
平日里，郭亭亭作為一名年輕教師與學(xué)生相處得十分融洽，面對學(xué)生的困惑總是能細(xì)致耐心地講解。講解完之后他總是會問“我說明白了么”而不是“你懂了么”。在隊員取得進(jìn)步時，郭亭亭總說，“你看，是不是特別簡單，再整理一下，加把勁。”在平時的學(xué)生指導(dǎo)過程中，郭亭亭始終對學(xué)生踐行他的“V”字型理念，即將研究從問題的提出到解決方案的敲定過程比喻為大寫字母“V”，首先，遇到或提出一個生產(chǎn)實(shí)踐難題后，他并不是讓學(xué)生直接尋找解決方案。而是首先分析問題，剖析這其中的影響因素及相互耦合關(guān)系，進(jìn)而抓住其背后的相互作用和影響機(jī)制，在此基礎(chǔ)上提出可能的解決方案。“這次的比賽過程，郭老師就是這樣一步一步引導(dǎo)我們完成了項(xiàng)目的設(shè)計和制作，幫助我們樹立了科學(xué)的研究思維。”張旭表示。正是這樣，郭亭亭不斷用耐心緩解學(xué)生焦慮，用專業(yè)解答學(xué)生困惑，用一朵云推動另一朵云，指導(dǎo)著團(tuán)隊取得了不凡成績。
從資格賽到?jīng)Q賽，他們一路過關(guān)斬將；從“專業(yè)小白”到“科創(chuàng)達(dá)人”，他們一直初心不改。當(dāng)懷揣堅定信念，當(dāng)夢想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，一路走來的泥濘與坎坷都化做春泥滋潤心田，一路的荊棘與挫折都化作成功的見證。對于“Sucker UFO”隊來說，獲獎的背后是一遍遍模擬、一遍遍糾錯、一遍遍提升、一遍遍超越，酸甜苦辣銘刻于心、不負(fù)艱辛與夢同行，他們將在這條路上繼續(xù)走下去，繼續(xù)劈波斬浪，取得更加優(yōu)異的成績。
