小小機器人 青春報國夢
小小機器人 青春報國夢
在剛剛結束的中國國際大學生創新大賽（2024）總決賽上，中北大學本科生團隊參加的高教主賽道項目“智雲科技—全自主地面武裝機器人”斬獲金獎。
小小機器人擁有多項核心技術
“目前團隊已研制出輪式與履帶式兩種機器人，我們的產品是全國第一款訓練用全自主地面武裝機器人。”在全國總決賽現場，項目負責人、中北大學機電工程學院大三學生王曦現場答辯時介紹說。
中北大學武裝機器人團隊成立於2016年。經過多年持續攻關，團隊研發的產品已完成3次迭代。“朱子文帶領的第一代研發團隊，將自動步槍與履帶式底盤相結合﹔胡通達帶領的第二代研發團隊，增加了火箭彈發射功能﹔梁宗旺帶領的第三代研發團隊，對武器站進行了升級。”此次獲獎團隊是由王曦帶領的第四代研發團隊，他們突破了無人駕駛技術與智能火控技術，使機器人首次實現全自主作戰，並加裝特種彈發射器，提高了機器人的戰場適應能力。
據介紹，“智雲科技—全自主地面武裝機器人”項目擁有三項核心技術：多武器集成技術、智能火控技術和智能導航技術。“機器人的武器站集成多種武器，如槍械、火箭筒、特種彈發射器，火力強勁，構建了完整火力打擊體系﹔採用目標識別和循環神經網絡相結合的方式進行實時計算，識別目標的同時還可依據威脅度決定打擊順序﹔可實現自主導航、智能火控，靈活應對復雜戰場環境，同時機器人還擁有實彈射擊與激光模擬射擊兩種訓練模式，可滿足日常訓練需求。”王曦介紹說，團隊目前已獲6項專利、1項軟件著作權，還有7項專利正在申報。
研發路上克服重重困難
“想要做出真正的無人化智能化裝備，必須做到全自主，盡最大可能減少人工干預。但目前，武裝機器人的火控系統仍然需要人工判斷目標、人工操作瞄准，這顯然不行。”2023年9月，團隊核心成員汪瑞琪提出疑問，智能火控系統攻關小組隨即組建。
“我們想把火控系統升級成AI算法控制的智能火控系統，由於沒有同時控制槍械、火箭筒、特種彈發射器的智能火控系統，我們決定自主研發。”對於以汪瑞琪、王曦為主導的這個本科生研發小組來說，這是一個巨大的挑戰。
負責目標識別的任家甘、曹嘉帥研發小組也面臨著不小的困難。“在對雙目視覺進行研究時，剛開始我們一片茫然，因為雙目視覺涉及的理論和應用對專業知識要求很高，在解決武裝機器人視覺問題時面臨了很多困難。”任家甘回憶說。
但這並沒有阻擋他們前進的腳步。在有“人民兵工第一校”之稱的中北大學，團隊第一指導老師鄧德志和團隊成員，每個人心中都深藏著愛國夢、強軍夢，並默默努力奮斗。
“專業書籍上的知識理解不了，我們就從基礎學起，在網上查找相關資料，向學長學姐請教，並尋求專業老師指導。”任家甘、曹嘉帥帶領隊員，從目標識別的理論開始，對目標檢測算法進行研究，夜以繼日的奮戰，從失敗中一次次爬起，他們最終成功使機器人實現對敵方目標的自主識別與跟隨。
汪瑞琪、王曦研發小組則採用最“笨”的方法，對武裝機器人性能進行了數百次測試，從試驗中發現問題，再一個個地解決問題。汪瑞琪回憶說：“那段時間，熬夜幾乎成了大家的家常便飯。為節省時間，我們干脆買了泡面放在實驗室，餓了就吃泡面，累了就直接在實驗室休息，實在太困了就用涼水洗把臉提神……”
機器人研發在“傳幫帶”中繼續推進
“我們曾在山西省兵員預征預儲試點觀摩現場進行項目展示，某武警部隊使用我們的產品參加了全軍比武並首次實現名次大幅度突破，產品在市場上非常受歡迎。”王曦高興地介紹，他們還接到邀請，要去參加某部隊的綜合演練。
“當第三代武裝機器人在武警部隊得以應用后，受到了官兵們的一致好評，雙方交流時，一位戰士說，機器人如果能夠投射煙霧彈提供掩護就更好了。”一句不經意的話，鄧德志老師和團隊成員卻認真起來。大家立即行動，針對發射器的機械結構展開研究，經過一次次嘗試，成功研制出一款新型特種彈發射器，不僅能發射煙霧彈，還能發射爆震彈、手榴彈、催淚彈等，可滿足多種作戰訓練需求。
“當在試驗場聽到???的發射聲，看到一團團煙霧瞬間騰起的那一刻，我們感到無比的激動與自豪。”曹嘉帥回憶說。白天上課、夜晚奮戰，研發的每一步都飽含著團隊每一個人的汗水和智慧﹔大家主動放棄了周末與節假日休息時間，全身心投入研發﹔團隊核心成員還發揚“傳幫帶”優良傳統，帶領大一新生一起進行項目研發與技術攻關。
“沒有完美的個人，但是有完美的團隊。”鄧德志老師對團隊取得的成績給予了高度肯定。王曦說，產品歷經三代更迭，成績的取得離不開團隊每個成員的不懈努力。同時也離不開學校和相關學院的大力支持。中北大學豐厚的軍工資源為項目生根發芽成長提供了肥沃的土壤，機電工程學院從專業技術、平台建設方面給予了強有力的保障，創新創業學院聘請一流創業導師對項目給予了指導。
如今，中北大學武裝機器人的研究已由第五代項目團隊接手，研發又有了新的任務和目標。“要解決敵我識別這個世界性難題，並開展多機器人的協同作戰研究，讓機器人智商越來越高……接下來還需要團隊進行進一步技術突破與深耕合作。”
本報記者李林霞 本報通訊員胡慧萍
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