在工程师版「王者荣耀」背后,经历五年的积淀与蜕变,大疆的教育野心进一步呈现,形成了由赛事、产学研合作、假期营、硬件四个部分构成的机器人教育体系。
撰文 | 寓扬
深圳宝安体育馆内,演唱会级的灯光和舞美环绕,台下红蓝双方激战正酣,伴随着解说员慷慨激昂的陈词,满体育馆的观众在欢呼声中将比赛推向高潮。你很难想象这是一场机器人大赛。
所有机器人战车均来自不同的大学战队,由学生亲手设计每一个机械细节,书写每一行代码,然后带着自己心爱的机器人,历时一年,从分区赛到总决赛,不断突破重围,来一场青年工程师间的巅峰对决。这正是大疆 RoboMaster 机甲大师赛的魅力所在。
RoboMaster 就像一个现实版的「王者荣耀」,在一个篮球场大小的场地中,分布着红蓝双方的启动区(基地)、补给区、荒地区(作战)和资源岛,英雄机器人提供暴力输出(射手),工程机器人承担补给和治疗(辅助),步兵机器人充当「战士」,哨兵机器人扮演基地的最后一道防御(防御塔),空中机器人(无人机)则负责提供空中视野和空中打击,率先击败对方基地水晶的一方获胜。
相比往年空中机器人仅扮演「侦察兵」的角色,今年其战略地位和输出能力显著提升,一下转变为「前锋」。今年的资源岛也合二为一,更凸显双方争夺「弹丸」的对抗性。另一个关键的变化是引入能量机关,就像王者荣耀中的「大小龙」,率先激活一方获得 Buff 增益加持。
冠军争夺赛现场,东北大学与上海交通大学两支战队展开激烈角逐,一番较量之后,东北大学用步兵机器人率先激活能量机关,紧接着启动空中机器人,在 Buff 加持下,越过对方哨兵「防御塔」,在距离对方基地水晶 10 米开外的地方直接空中打击,一波流秒掉对方基地全部血条,用技术将 7 分钟的对抗赛缩短到近一半时间。最终在全场的欢呼声中,东北大学以 3:1 的成绩夺冠。
带着自己亲手打造的机器人,过五关斩六将,杀至决赛,一举夺冠,他们欢呼着举起奖杯的那一刻,我看到了青年工程师最酷的青春。东北大学一位队员自豪地称,RoboMaster 大赛以一种更酷炫的方式向大众呈现了工程师的日常。
而在机器人大赛背后,大疆的教育野心也近一步暴露。
1 空中机器人吊射基地的背后
大疆举办机器人大赛的想法起源于 2013 年,当时以暑期夏令营的形式招募了约 20 名大学生,进行赛事探索与尝试。2015 年,第一届 RoboMaster 机甲大师赛正式启动,如今已走过五个年头。
今年 RoboMaster 大赛共迎来全球 10 余个国家及地区的 174 支战队参与,最终 32 支战队杀入决赛,主要考核团队的技术研发、机械设计、工程化、团队协作、对战策略等能力,也是大疆极力宣扬的工程师文化的一种体现。
值得关注的是,相比去年,今年大赛的 8 强战队换了近一半,之前连续两年夺冠的华南理工大学却未进入总决赛。RoboMaster 技术总监包玉奇解释道,今年队伍的整体实力明显提升,进入决赛的队伍在技术上的差距并不大,呈现出较为激烈的对抗,此时比拼的就是各个战队技术的创新性、机械结构的稳定性以及团队战术与配合能力。
在激烈的机器人对战中,机器之心也看到竞赛背后,技术的传承与创新。
步兵机器人
在攻击时,机器人通过弹道发射弹丸,准确地打击到对方机器人的装甲板才会使其掉血,装甲板(两条灯带之间的位置)则分布在机器人的四周和顶部。
「如何有效地攻击到对方而不被击中」就成了一个关键技术问题。为此,华南理工大学在 2016 年设计出「扭腰」结构,即保持射击云台不动攻击对方,同时底盘左右扭动避开对方对装甲板的打击。
随后,矿业大学又在此基础上设计出「小陀螺云台」打法,在保持云台稳定的情况下,底盘进行 360 度旋转避开攻击。这背后的难点是,必须要保持云台中心点和底盘的重心处在同一条直线上,才能保持机器人的稳定。而今年这一技术也成为决赛队伍的标配。
与此同时,决赛队伍都引入机器视觉进行自动瞄准,如大连交通大学的步兵机器人,在攻击对方移动中的地面机器人时,命中率高达 40%(平均水平约为 10%)。毫不夸张的说,2019 年赛季的顶级步兵机器人可以完胜 2016 年所有的参赛队伍。
能量机关可谓是本届大赛的制胜法宝,但率先攻下并不容易。它是一个旋转的「大风车」,由五片扇叶(装甲板)组成,需要机器人在 8 米外进行射击,依次击中每个扇叶才能激活 Buff 加成。如果用肉眼看 8 米外的装甲板仅有指甲盖大小,因此机器人必须有更强的机器视觉能力,以及精准的弹道射击能力。
今年赛场上的最大亮点是空中机器人,相比去年它具备更强的输出能力。东北大学夺冠的核心就是「能量机关+空兵暴力输出」,也是本届大赛规则下唯一具备空兵一波流击毁敌方基地的能力。
空中机器人吊射基地
然而在十米开外的空中展开打击意味着更高的技术挑战。包玉奇谈道,空中无人机的精准打击,首先考验的是机械设计和飞控参数的调节,保证无人机飞行的稳定性;第二需要机器视觉辅助瞄准,测量距离,计算弹道补偿角度,实现精准打击;此外,空兵还需要克服发射弹丸后的后坐力,保持整个云台稳健,综合这三方面的技术才能实现空中暴力输出。
作为面向公众直观呈现机器人对抗的竞赛,一套直观、灵敏的裁判系统尤为重要,大疆也为此自主研发了专用的裁判系统,包括软硬件两部分,用以实时地搜集红蓝双方的对战数据。
硬件层面,裁判系统通过装甲板监测监测弹丸打击,通过传感器搜集机器人的运动速度、火力输出以及命中率等。软件层面,大疆开发了一套直播系统,能够向公众清晰的呈现地图中的对战情况、血量伤害等信息。
为了让现场观众有更好的感官体验,大疆还为赛事增添了新的技术元素——AR 血条,它能将双方对抗结果实时呈现在血条上,让观众直观的感受机器人对抗的激烈。
这也是 RoboMaster 相比 ABU Robocon(亚太大学生机器人竞赛)、全国大学生电子设计竞赛等同类赛事的差异点所在,它看起来更像是一场由机器人组成的电竞比赛,以一种更酷炫的方式呈现工程师的日常。
2 大疆的「T型」教育野心
以 RoboMaster 机甲大师赛为抓点,通过横向扩张与纵向拓展,大疆布局教育的「T 型」全貌浮出水面。
横向上,海外已成为 RoboMaster 征战的下一个战场。今年 RoboMaster 就有来自海外及港澳台地区的 17 支队伍参赛,另外今年 3 月,它还以高中生赛事的形式首次落地澳门。
据 RoboMaster 组委会介绍,大疆已在日本成立地区组委会,将在今年 8 月底举办大学生夏令营,在日本高校间展开机器人竞技。
赛事运营总监杨明辉表示,大疆希望通过夏令营的形式先把队伍培养起来,日后也会在日本举办国内同级别的竞赛,「等日本市场形成稳定的模式后,大疆还会把这些模式推广到北美和欧洲,花五到十年将 RoboMaster 打造成一个全球赛事」。
在纵向上,大疆也在不断上探与下探机器人教育的边界。在定位上,RoboMaster 机甲大师赛主要围绕本科生群体展开。而围绕硕博生,RoboMaster 推出人工智能挑战赛,侧重算法层面创新。
往低年级走,则是大疆面向高中生的假期营。据了解,今年夏令营共收到 1000 多份申请简历,最终 100 余人入选。学生会接受为期三周的培训,系统学习理论知识,并将机械设计、电子、软件编程等能力进行实践,团队协作搭建出一台机器人。今年的课题是自动驾驶与机器人在物流仓储领域的应用,课题可谓既运用了前沿技术,又落地到实际问题。
假期营在培养学生青年工程师文化的同时,也为大疆 RoboMaster 大赛输送新鲜的血液。RoboMaster 技术总监包玉奇称,「今年香港科技大学战队的成绩进步了很多,一个原因就是高中假期营输送了很好的力量。」
而在酷炫的比赛背后,RoboMaster 还是一个科创平台,与国内外高校进行产学研合作。目前,RoboMaster 已与北京航空航天大学在内的 7 所高校联合开设多旋翼飞行器原理、多旋翼飞行器应用开发及地面机器人应用开发等课程,并与超过 18 所国内高校成立重点实验室,同时提供科研设备及资金支持,与高校一同推进机器人与自动化等领域的科研进展。
大疆 RoboMaster S1
依托于近 5 年 RoboMaster 大赛的技术沉淀,今年 6 月份,大疆推出首款教育机器人 RoboMaster S1,将市场进一步扩展至消费级。杨明辉称,围绕 S1,大疆也会与学校展开合作,共同开发教育课件、编纂教材,输出到教育领域。
经历五年的积淀与蜕变,RoboMaster 形成了由赛事、产学研合作、假期营、硬件四个主要部分构成的机器人教育体系,大疆对于教育的野心进一步呈现。
3 机器人行业的「黄埔军校」
随着教育体系的逐步完善,RoboMaster 团队也浮现在公众视野。
它是大疆内部的一级部门,日常成员有 100 多人,一旦进入赛事阶段,团队会快速扩充至两三百人。RoboMaster 团队主要由研发、运营人员构成,研发人员占比达七成。
值得关注的是,赛事运营总监杨明辉称,「部门不以盈利为目标,而是以教育方面的扩展,人才培养为目标。」
机器之心了解到,大疆每年为 RoboMaster 的投入达七八千万,五年累计投入约 3.5 亿,并且目前都没有商业化考量。作为一家商业公司,大疆重金投入的非盈利行为,意欲为何?
南方科技大学系统设计与智能制造学院吴景深院长认为,大疆此举看的更加长远。从人才培养的角度来说,通过比赛,企业可以将学生培养成具备未来工程师素质的人才,而人才是不能用金钱来衡量的。通过比赛这种形式,大疆也可以更好的向学生、公众传播自身的企业文化,增强学生对工程师文化的认同。
从技术创新的维度来看,学生的想法往往不受束缚,一些新鲜的想法很有可能为企业带来新的思路来源。这一点在大疆教育机器人 S1 上就有体现,它的一些灵感就脱胎于 RoboMaster 战场。
吴景深教授还从新工科教育的角度谈道,企业的竞赛投入也是对高等教育的一种孵化,企业需要的工程师能力和技巧,往往学校没有能力满足,通过产学研合作,才能够培养出企业真正需要的人才。
人才培养与传播工程师文化外,大疆公关总监谢阗地道出了另一个重要原因,「大疆是一家想做基础设施的公司」。他说大疆最核心的目标是让工程师受尊重、各行业智能化自动化最大化,由此大疆的核心价值就能体现,在更广阔的市场提供基础设施。
另一面,走过 5 年历程的 RoboMaster 也正在开花结果,一些从赛场上毕业的「RM 系」选手,开始在机器人领域崭露头角。
据 RoboMaster 组委会透露,首届参赛的深圳大学战队队长谭柱,联合同学创立的松灵机器人有限公司,其研发的智能云箱搬运机器人亮相高交会,研发的智能停车机器人获得数百万元天使投资。同年参赛的东北大学战队队长龚佳乐,也相继在今年博士生毕业后创办了科技公司。
据不完全统计,目前已有十余家机器人领域的创业公司从 RoboMaster 诞生,累计获得市场投资超过数千万元人民币。
参加过机甲大师赛的选手,正在成为科技行业一股冉冉升起的新生力量。