羅雪華
仿生學(xué)是模仿生物的特殊本領(lǐng)的一門科學(xué),是生物學(xué)、數(shù)學(xué)和工程技術(shù)學(xué)互相滲透而結(jié)合成的一門新興的邊緣科學(xué)。它的任務(wù)就是要研究生物系統(tǒng)的優(yōu)異能力及產(chǎn)生的原理,并把它模式化,然后應(yīng)用這些原理去設(shè)計和制造為人類服務(wù)的新型技術(shù)設(shè)備和機(jī)器。1960年第一屆仿生學(xué)會議為仿生學(xué)確定了一個有趣而形象的標(biāo)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(xué)的組成,而且概括表達(dá)了仿生學(xué)的研究途徑和運用方法。
仿生機(jī)器人是指模仿生物、從事生物特點工作的機(jī)器人。江蘇省Power Tech仿生機(jī)器人創(chuàng)意大賽,就是制作模仿生物、從事生物特點工作的機(jī)器人的創(chuàng)意活動。它要求選手們利用干電池和小型直流電機(jī)作為動力,利用蝸桿、渦輪和變速箱原理來進(jìn)行簡單的機(jī)械傳動,利用簡單板材制作骨架,并巧妙地利用數(shù)字電路中的RS觸發(fā)器、微動開關(guān)進(jìn)行競速接力傳遞。最后,要求同學(xué)們走進(jìn)大自然,發(fā)揮豐富的想象力和創(chuàng)造力為仿生機(jī)器人制作造型。比賽宗旨是培養(yǎng)學(xué)生“好思考、樂創(chuàng)作、勤動手、夯實基本功”的科學(xué)思維方法和大國工匠精神。為學(xué)生創(chuàng)造獨立動腦、動手的機(jī)會,充分激發(fā)學(xué)生的科技創(chuàng)作潛能?;顒虞^嚴(yán)格的時間限制,也要求學(xué)生必須具備團(tuán)隊合作精神與默契,具備及時“發(fā)現(xiàn)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(jī)器人創(chuàng)意大賽,有一系列統(tǒng)一、規(guī)范的競賽規(guī)則。規(guī)則規(guī)定:競賽時,參賽隊員只能帶手動工具和A4圖紙進(jìn)場,現(xiàn)場統(tǒng)一發(fā)放材料包。創(chuàng)意制作是在3個小時內(nèi),將電動機(jī)、齒輪、木板、木棒加工成3個仿生機(jī)器人,并且制作過程必須獨立完成、獨立調(diào)試,然后用自己制作的機(jī)器人進(jìn)行規(guī)定項目的比賽。這3個仿生機(jī)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(jī)”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(jìn)。
2015年,在校領(lǐng)導(dǎo)的全力支持和師生們的共同努力下,南京外國語學(xué)校組織參加了兩次仿生機(jī)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(jī)器人創(chuàng)意大賽在南京金陵中學(xué)河西分校隆重舉行,南京外國語學(xué)校派出4支隊伍共16位同學(xué)參賽。他們通過2個月的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和刻苦訓(xùn)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(chǎn)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(yuǎn)、張海川獲二等獎。
通過這次比賽,同學(xué)們得到了許多意想不到的收獲。二隊隊長郭翹楚同學(xué)說:“作為電子工程大學(xué)專業(yè)的申請者,之前我對電子和機(jī)械的了解從沒有跳離計算機(jī)、處理器和電路板,對齒輪發(fā)動機(jī)和鋸木頭這些‘上個世紀(jì)的東西有點束手無策。仿生機(jī)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(dǎo)下,我們學(xué)到了很多技能。這些仿生機(jī)器人看似極為簡單,但制作過程中卻不斷出現(xiàn)新問題,如發(fā)動機(jī)被燒壞、齒輪打損、機(jī)器人走偏,同樣的制作流程每次都會出現(xiàn)不同的問題,這使得每一次的檢修經(jīng)歷都變成了我們發(fā)揮獨立思考能力的機(jī)會。這種滿足感對于我們這些初學(xué)者來說非常重要,它讓我們體會到工程師設(shè)計、創(chuàng)新的快樂,對待機(jī)械問題的信心也大大增加。另外,這個比賽的團(tuán)隊協(xié)作要求極強(qiáng),讓隊友在活動中學(xué)會信任和擔(dān)當(dāng),這也使比賽充滿了友誼和歡樂??傊@個比賽重塑了我對電子、機(jī)械的熱愛和理解,在申請美國大學(xué)的面試中,面試官也跟我頗有興致地談起這段經(jīng)歷,無論從過程還是結(jié)果來看,都是一次受益匪淺的經(jīng)歷?!?/p>
2015年12月,郭翹楚同學(xué)被美國賓西法利亞大學(xué)M&T項目錄取,該項目是賓大沃頓商學(xué)院和賓大工程學(xué)院聯(lián)合設(shè)立的一個雙學(xué)位項目,它的關(guān)注點就在于培養(yǎng)管理與技術(shù)兼顧、人文情懷與科技創(chuàng)新平衡的未來商業(yè)領(lǐng)袖。
被保送到上海交通大學(xué)的王佳翼同學(xué)說:“在保送選拔中,我把參加比賽的這段經(jīng)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(guān)問題?!?/p>
根據(jù)“十三五”規(guī)劃綱要,未來5年,我國將在高端裝備生產(chǎn)、航空航天、海洋、新能源汽車等領(lǐng)域加大投入。這些都需要青年學(xué)生在中學(xué)階段做好充分準(zhǔn)備,需要跨學(xué)科的思維能力,這對于成長為大師、科學(xué)家和高級工匠來說,是必不可少的儲備。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力,我們要堅定不移地實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,抓好基礎(chǔ)技術(shù)、通用技術(shù)。為此,南京外國語學(xué)校為同學(xué)們提供了豐富多彩的選修課(包括仿生機(jī)器人與激光雕刻),同學(xué)們獨創(chuàng)的各種社團(tuán)、俱樂部也都為他們興趣和夢想的實現(xiàn)提供了良好的土壤。愿同學(xué)們插上仿生的翅膀,去實現(xiàn)人生的夢想!