2月27日,首届“全国机器人竞技大赛冰雪全明星挑战赛”在北京八达岭滑雪场举行。大赛由北京市延庆区人民政府主办,中国滑雪协会、北京市滑雪协会、中关村延庆园管委会、延庆区体育局协办,雪族科技、极战机器人、雪帮雪业承办。来自国内知名院校及企业研发团队的16支参赛队伍同台竞技,最终角逐出3个奖项。
北京体育大学智雪队由体育工程学院和北京体育大学滑雪协会共同组建,指导教师为体育工程学院青年教师张开宇博士,队长为体育商学院硕士研究生刘津成,队员包括体育工程学院硕士研究生李岳森、孙小彤,本科生肖翔颢。团队从组建开始,便得到体育工程学院从院领导到老师的大力支持。从机器人创意设计、零件购买、组装、调试、现场模拟测试,到实际参赛,张开宇老师指导同学们实现了从硬件到软件、到智能的跨越,充分发挥了机械、电路、信号处理、计算机视觉等相关知识的力量。
图 1 智雪队在做正式比赛前的最后准备
图 2 智雪队机器人滑雪比赛中
备赛过程中,体育装备教研室的老师们也提供了大量的技术辅导,张开宇老师毕业于北京理工大学,在这个领域有较强的理论与实践经验,也曾多次参与机器人方面的竞赛。看见肖同学对于课外科技赛事活动的热情,张老师很高兴,觉得这是一件可以锻炼学生的机会,他马上表示愿意提供帮助。张开宇老师及团队从自制机器人角度出发,不分昼夜的为队伍进行技术讲解和机器调试,同时队伍也明确了在这场比赛中不仅仅是冲击名次,而是学习真正的技术。
图 3 肖翔颢同学作为运动员代表宣誓
大赛突破了传统的滑雪赛事,以机器人作为竞赛主体,机器人整体结构和关键零部件抗寒、抗冲击和对人类滑雪运动员滑行姿态的仿真模拟,以及在雪道上自主规划滑雪路径的人工智能算法是机器人滑雪竞赛成败与否的关键因素。
团队于2020年12月开始进行机器人的研发工作,多名团队成员在期间面临期末考试、论文中期考核等学业压力,在张老师的带领下,大家克服重重困难,在实验室组装、调试机器人、到雪场采集现场视觉数据…备赛工作有条不紊的进行。
在进行机器人研发和设计过程中,团队可借助自身的滑雪经验,切实从人类滑雪动作和姿态出发,对机器人的滑雪动作、姿态以及路径规划进行设计与优化,将体育与科技有机结合。这种探索和优化方式,也是其团队机器人不同于其他各支队伍的最大亮点。
比赛分为操作滑行比赛和自主滑行比赛两个部分。团队也分为两组,由肖翔颢和权威负责正赛一的机器人组装和动作组编排部分,李岳森和孙小彤负责机器人视觉与导航算法以及上下位机间的信号传输设计工作,刘津成同学负责动作组的指导与赛事组委会相关外部的沟通与协调。
图 4 机器人动作编排设计中
图 5 第一次雪场测试
备赛期间团队获得了组委会和延庆区关注,在2021年2月4日举办的“建设最美冬奥城,体育科技助力延庆区国际滑雪度假胜地建设”活动中,团队受邀作为科技展品到会场进行展示,引发了广泛的关注。
图 6 刘津成同学为相关参会嘉宾进行展示
图 7 我院参赛冰雪机器人
各个参赛团队熟练地操纵着研发改进的机器人,在雪道旗门间不断穿梭,角逐速度。体育产业精英、权威行业专家及主流媒体齐聚延庆,共同见证了这场冰雪体育科技领域创新赛事的成功举办。
最终我院获得第四名的成绩。这是我校首次参加全国性的机器人竞技赛事,也是我院从“0”到“1”的突破,相信未来我们的成绩越来越好,为科技创新与体育赛事的融合发展提供了良好基础,实现科技冬奥、科技强国的中国梦!
(文:董桉琪 肖翔昊, 图:张开宇)