文/本刊記者 樸添勤 實(shí)習(xí)記者 信子

一飛沖天

這個(gè)比賽叫穆罕默德·本·扎耶德國(guó)際機(jī)器人挑戰(zhàn)賽（MBZIRC2017），每?jī)赡暌淮危敬伪荣愒诎⒗?lián)合酋長(zhǎng)國(guó)首都阿布扎比舉行，為期五天（3月15日至19日），有來自35個(gè)國(guó)家的143個(gè)團(tuán)隊(duì)報(bào)名參加，進(jìn)行3個(gè)單項(xiàng)和1個(gè)綜合比賽項(xiàng)目的角逐。

三個(gè)單項(xiàng)競(jìng)賽是“無人機(jī)在移動(dòng)車輛上的自主起降” “無人車自主螺栓操作”“多無人機(jī)協(xié)同識(shí)別、跟蹤與搬運(yùn)目標(biāo)”。

“無人機(jī)在移動(dòng)車輛上的自主起降”主要任務(wù)為無人機(jī)在地面移動(dòng)車輛上起飛，在空中利用機(jī)上視覺對(duì)車輛進(jìn)行識(shí)別和定位，并最終利用控制算法在運(yùn)動(dòng)車輛上實(shí)現(xiàn)自主著陸?！盁o人車自主螺栓操作”主要任務(wù)為無人車自主前進(jìn)至任務(wù)點(diǎn)附近，通過機(jī)器視覺算法識(shí)別螺栓型號(hào)、尺寸等，自主選擇相應(yīng)的工具，利用車載機(jī)械臂進(jìn)行操作?！岸酂o人機(jī)協(xié)同識(shí)別、跟蹤與搬運(yùn)目標(biāo)”，主要任務(wù)為多無人機(jī)對(duì)目標(biāo)的搜索與識(shí)別，根據(jù)目標(biāo)的重量自主選擇需要搬運(yùn)該物體所需的無人機(jī)編隊(duì)數(shù)量，并完成物體的搬運(yùn)工作。而綜合項(xiàng)目則是前三個(gè)部分進(jìn)行同時(shí)考核。

經(jīng)過三輪篩選，共有26支隊(duì)伍入圍決賽，其中不乏一流世界名校，如麻省理工大學(xué)、卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)、帝國(guó)理工大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)等。

在“無人機(jī)移動(dòng)平臺(tái)的起降”比賽中，每隊(duì)有兩次機(jī)會(huì)，最終以自主方式完成比賽的只有5支隊(duì)伍，以手動(dòng)方式完成的隊(duì)伍只有3支，其他18支隊(duì)伍都沒有完成比賽，而最終“飛鷹隊(duì)”，這支由12名本科生、碩士生和博士生組成年輕隊(duì)伍，以98.24分的成績(jī)奪得了該項(xiàng)目的冠軍。

3.無人機(jī)實(shí)驗(yàn)室獲獎(jiǎng)

2.飛鷹隊(duì)奪冠后合影

3種本領(lǐng)

“自主性、適應(yīng)性、穩(wěn)定性都很棒?！北本├砉ご髮W(xué)無人機(jī)實(shí)驗(yàn)室主任、指導(dǎo)老師林德福教授說。

自主性指它可以通過程序自主發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、傳輸數(shù)據(jù)，能在若干設(shè)定的“中轉(zhuǎn)站”內(nèi)自主完成電池補(bǔ)給等任務(wù)。因此，如果在一輛車中帶上幾架或者十幾架“飛鷹”，就能組成一個(gè)“超級(jí)工作站”，在反恐偵察等諸多領(lǐng)域都有用武之地。

“飛鷹”還擁有很好的適應(yīng)性?！瓣?duì)員們拍攝了比賽地區(qū)諸多強(qiáng)光下的照片，利用深度學(xué)習(xí)的技術(shù)，訓(xùn)練無人機(jī)進(jìn)行識(shí)別，讓無人機(jī)擁有更好的環(huán)境適應(yīng)性。”林德福教授說。

比賽中，這只“飛鷹”也顯示了超強(qiáng)的穩(wěn)定性。降落成功率和抗干擾能力是衡量穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。進(jìn)入決賽的賓夕法尼亞大學(xué)，其無人機(jī)降落成功率是54%，而北理工的降落成功率則高達(dá)94.6%，同時(shí)在強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)光耀的惡劣環(huán)境中，它依然能保持性能穩(wěn)定，具有強(qiáng)大的抗干擾能力。

4.“飛鷹”真身

5.無人機(jī)實(shí)驗(yàn)室門口

6.調(diào)試中的無人機(jī)

8.調(diào)試中的無人機(jī)

7.實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部

賽事留名

北京理工大學(xué)宇航學(xué)院的無人飛行器自主控制技術(shù)研究所（即無人機(jī)所）2014年成立，目前有本科生15人、碩士生42人、博士生21人。成立之初，賽事就是他們的重要培養(yǎng)方式，宇航學(xué)院從“走出去”“引進(jìn)來”兩方面努力，為學(xué)生遴選高水平的賽事。

“通過比賽的方式，一方面甄選出未來誰能夠解決重大瓶頸問題。另一方面，學(xué)生們?cè)谫惡蟮姆窒砗徒涣髦型卣挂曇?，他們的?yōu)秀表現(xiàn)也讓中國(guó)大學(xué)的國(guó)際影響力快速提升。國(guó)際比賽中，一說MIT（麻省理工大學(xué)）大家都知道，說到BIT（北京理工大學(xué)）就不知道了，而在MBZIRC2017比賽之后國(guó)際上大家都知道BIT在智能無人機(jī)領(lǐng)域做得也非常不錯(cuò)?！睙o人機(jī)所指導(dǎo)教師宋韜說。

在高水平的賽事中，隊(duì)員們?cè)诟鞣N任務(wù)場(chǎng)景下鍛煉解決實(shí)際問題的能力，學(xué)生可以用1至2年的時(shí)間，沉下心來聚焦目標(biāo)問題，最終解決問題并有所突破。

解決什么樣的實(shí)際問題呢？比如，中關(guān)村海龍大廈有人受傷了，但交通堵塞人過不去，北京理工大學(xué)的無人機(jī)就可以飛過去看看是什么病情，再和另一個(gè)無人機(jī)協(xié)同送藥過去。這是一個(gè)急救類的任務(wù)，要考慮到各種建筑、電線桿、樹等障礙物，樓宇之間還可能有風(fēng)等各種情況……

一流的科研成果還需在解決企業(yè)和國(guó)家的需求中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。林教授說，大學(xué)搞科研，就是用前沿基礎(chǔ)研究去牽引相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，就是要解決各個(gè)行業(yè)的痛點(diǎn)和瓶頸。它們相當(dāng)于經(jīng)絡(luò)的堵點(diǎn)，通了一切就順暢了，不通就反映出疾病。

“走出去”的同時(shí)，宇航學(xué)院還把高水平無人機(jī)賽事引進(jìn)到國(guó)內(nèi)。2016年，北理工和新加坡國(guó)立大學(xué)合作，第一次把原來只在歐洲進(jìn)行的IMAV（國(guó)際微小型無人飛行器賽會(huì)）引進(jìn)到亞洲，宇航學(xué)院作為組織方負(fù)責(zé)了競(jìng)賽組織工作。這次比賽中共有來自15個(gè)國(guó)家的24支代表隊(duì)參加，成為迄今為止國(guó)外參賽隊(duì)伍和人數(shù)最多的智能無人機(jī)比賽。