国科大SAS机器人战队2024威海参赛记:青春与热忱:在现实洗礼后
没有一蹴而就的成功,只有千锤百炼的进步。现实洗礼后,队员们意识到,除了努力,选择的前进方向和做事的逻辑同样重要。
(一)赛场上的焦急万分
这是一场小组赛,身穿深蓝色队服的同学们在场边凝视着场内。赛场中是他们制作的机器人,正在与对方交锋。一切看起来不尽如人意:哨兵机器人的通信链路异常,在场中无法移动;英雄机器人发射机构断裂,只能靠移动起到辅助掩护作用。但此时,一台稳定的步兵机器人还在高速运动着,精准而高频的弹丸打在对方装甲板上,击败了两台对方机器人。仅剩的机器人在场中艰难地抵抗着,在比赛最后几十秒内,局势艰难地来回逆转,在场所有人屏住了呼吸。
场内的比赛等待着的队员们
和上次一样,深蓝色队服的队徽队名旁,依然印着“青春·热忱”。这是果壳学子第二次参加RoboMaster机甲大师高校联盟赛3V3比赛。
(二)初露问题
步兵、英雄、哨兵机器人,是比赛中的不同种类的机器人。步兵机器人发射小弹丸,运动灵活;英雄机器人发射大弹丸,攻击力强但运动稍微缓慢;哨兵机器人全自动运行,发射小弹丸,守卫自己的基地。今年,SAS战队的队员们制作了三台全新的机器人,集齐了这三个兵种。三台机器人承载了队员们本赛季极高的期待。
调试中的三台机器人从近到远是哨兵、步兵、英雄机器人
时间回到正式比赛前几周,是一场北京地区交流赛。这里,一些学校的队伍齐聚中国石油大学(北京),带来自己的机器人,在场地中模拟真实比赛,相互检查问题。果壳er们也参加了这次交流赛。三台全新制作的机器人还没有调试完全,在场上出现了许多问题。那台帅气的双云台新哨兵留在学校里检修:一些队员还在一如既往地加班加点,在整个周末装配调试着这台新哨兵。
交流赛测试,3号步兵机器人
交流赛后,队长把大家叫到了装配机器人的教室,开始逐条总结遇到的问题和相应的解决方案。一些新队员终于意识到了机器人的不稳定性对于比赛结果的影响,比以前更加认真地测试排查机器人上的问题。
交流赛后队长在带领队员总结问题
(三)超出预期的工程复杂度
在2023赛季,同学们在赛场上为比赛进程的跌宕起伏而紧张,为自己制作的机器人动容。比赛结束后,释放了积蓄已久的压力,饱含着青春的热忱,大家憧憬着未来:三台旧机器人全部推翻,新全向轮步兵、新麦轮英雄、新舵轮双云台哨兵,新超级电容、新的电控架构、新自瞄算法、新导航算法、新计算设备、新相机新雷达,为了进步,各种新技术方案全部提上议程并开始实施。期待新的2024赛季将会得到远超以前的比赛成绩。
舵轮哨兵底盘和拨弹盘
可实际实现时的复杂度比想象中要大得多。新的机器人数量之多意味着设计、加工、装配、测试所需要花费的时间之多,未曾探索过的新技术意味着失败的风险,多种多样的设计意味着维护的困难,有限的队员意味着每个人承担的任务量巨大。数月的辛勤工作,队员们接近完成所有的开发工作,并且在最终迎来了各自负责的子项目失败的或是成功的结果、得到了不稳定或是稳定的系统。
实现时的困难依然历历在目。寒假和学期中的周末,长期全天租用教室装配调试机器人,碳纤维板、螺丝、电机布满所有桌子。机械组面前摆着一个待装配的碳板,几十个几毫米长的螺丝、几毫米宽的轴承,一个个地被拧在弹链上;三台机器人共用的同一套的电控代码,被条件定义塞满了;算法组的自动瞄准,导航系统,一点点构建,却又一次次根据实际情况推翻和调整。
周末,机械组组员装配机器人
比赛前夕,超级电容模组测试失败,新换的遥控器损坏,英雄拨弹盘难以转动,哨兵云台走线干涉和控制系统复杂性所带来的不稳定性愈发明显。但在各个技术组的协同配合下,兵机器人早早完成装配,接受了充分的发射测试,完成了自动瞄准系统的集成和结构参数的标定。
在巨大期待后紧接着的现实,给队员们带来了巨大落差。大家预感无法像理想中那样完成所有进度。但,既然选择了开始,那就尽力做到最好吧。
(四)迎接比赛的风浪
队伍出发前往威海的那一天阴云密布。没有时间悔恨和抱怨,只能专注地发现问题和解决问题,尽一切努力做到最好。队员们顾不上太多,直接席地而坐或是直接躺下,给这些沉重的“大铁疙瘩”做检修。
“累倒”在枕头上的英雄机器人和席地而坐检修的队员
维修和测试步兵机器人
维修机器人,前往赛场比赛,把机器人拖回备场区继续修,如此往复。清明节的几天,将在疲惫、困倦、黑夜白昼不分之间度过。
开赛前一天,在任津禾同学奔袭40公里后,我们终于拿到了全新的英雄拨弹盘,换下了断裂的部分。英雄重获发射能力。
赛程第一天,有两场3V3比赛。经过反复修改与调试,步兵稳定性已可以保证,但英雄发射机构的另一重要组件在检录前18分钟断裂,失去发射能力。因此用步兵作为主力,英雄机器人作为护卫,逐步在消耗对手。
3V3第一场比赛第一回合,稳定发挥的步兵机器人击溃了对方的三台机器人,并开始击打基地。突然,我方英雄机器人的裁判系统某模块离线,被罚下阵亡。失去一台机器人后,我方基地无敌状态解除,对方机器人抓住时机,前往我方基地迅速击毁基地。第二回合,由于碳板割伤电源线,我方英雄机器人冒出白光和浓烟,没有上场,仅剩的一台步兵和一台哨兵没能撑住攻势。于是第一场就这样结束了。
第二场比赛距离第一场比赛只有约一小时的准备时间。两场比赛中间的检修阶段剑拔弩张,重新接线后的英雄散发出焦糊的气味。在各位队员的齐心协力下,检录前的最后时刻,英雄重新动了起来!此时其余二车早已经过检录、进入了备赛区,大家还是簇拥着英雄机器人,将其送去检录区。
英雄进场的那一刻,能看见场上队员的眼里又重燃希望。
备场区,英雄机器人被抬起维修底盘
比赛开始后,我方先取得小优势,将对面的哨兵击杀,并对对面基地造成少量伤害。不过由于英雄无法发射,所以优势始终无法扩大。忽然,英雄机器人无法动弹,这下基地没有设防,对面趁此机会将英雄开入我们基地,用大弹丸猛击基地,最终实现翻盘。
第二局开始,英雄机器人的小问题被解决。靠步兵的小弹丸蚕食对方基地的血量,侥幸在第二局胜利。
我方3号步兵攻击对方机器人
回酒店后,所有人异常沉静——需要维修调试的太多,没有时间玩乐;观摩对手的对抗视频后,更觉第二天的对战之艰难。
看着窗外慢慢亮起,我们都知道最重要的一战即将来临。
3V3赛程第二天,检录前,几台机器人似乎已经准备就绪,步兵继续稳定,拿下一场1V1的2:0胜利;英雄机器人发射和运动正常;哨兵机器人的运动、发射也经历了一些测试。临行前,队员们心中依然抱有胜利的希望和期待。
最后一场3V3比赛队员在场上调试哨兵机器人
但上场后的情况夺走了最后的希望。哨兵未收到裁判系统数据,没有启动。英雄裁判系统RFID信号不稳,无法购买弹丸。结局是惨败。而当我们被2:0击败的刹那,身后的观赛团爆发出其他队伍的欢呼声。
比赛的过程似乎转瞬即逝,令人印象深刻的反而是众人的反应。期待有多大,失望就有多大。江宏博与马旭的眼神既有失望,也有“结果正应如此”的释然,或许比赛开始前他们也希望发生奇迹吧。任津禾说:“前队长呆站在那里,望着赛场,我对他说‘走吧’,他也无动于衷,我把双手搭在他的肩上,他也毫无反应;我实在无法想象他当时的情绪,对他而言的最后一届RoboMaster比赛却是这样的结局,光是想想就觉得伤感!”
但这位学长并不伤感,他知道这是队伍必经的现实洗礼。他不久后转身在QQ群里鼓励大家:“很棒的,步兵很稳定,开场就打败了对方两个机器人;英雄走位也挺好;哨兵调车的队员很积极哈哈哈。虽然被打败了有一点小小心疼,希望大家再接再厉,继续保持热爱。”
那台稳定发挥的步兵机器人承载了太多,也获得了稍微好一些的成绩。颁奖仪式上,队长代表队伍接过了步兵对抗赛二等奖和3V3对抗赛的三等奖。
队长代表队伍领取步兵对抗赛二等奖
(五)现实洗礼后的青春热忱
“在被巨浪拍打之前,我们强忍惊慌,试图通过补救措施力挽狂澜;在迎接巨浪拍打之时,我们已经疲惫不堪;在浪头过后,我们似乎依然完好无损,海面风平浪静,远远的有一新的浪头,但还看不到踪迹。”
软硬件系统的复杂和充满bug是常态,顺利且正确地运行是稀缺和例外。不实际测试,你无法知道问题将会出在你自己制作的部分,还是别人提供的部分,抑或是系统层面的问题。从头做出能正常运行的系统并参与实战是困难的,并非努力就会有理想的结果——方向的选择和做事的逻辑有时更为重要。
最后一场比赛前紧急调整哨兵
可在这残酷的现实面前,人依然具有主观能动性。经历挫折的人不应当怨天尤人——更不应在闭门造车中自以为是。正如某一年国科大的科学前沿讲座上,林宝军院士为我们分享的北斗团队的一些故事,团队的认知成长,在共同的挫折和痛苦中获得。在满怀期待后的极端失望中,队员们知道了不要低估工程实现的复杂性和花费的巨量时间,留出可行的时间进行充分测试。知道了大道至简,达到相同的目的,简单有效的设计最好。知道了重视基础知识的学习,知道了为何要进行文献调研和广泛阅读,站在巨人的肩膀上,在充分理解的基础上,做出提升和自己的贡献。现状并非几条规定和只言片语所能够改变。道理无法通过口耳相传真正被理解,团队只能在共同的挫折和痛苦中成长并达成共识。
“某四强队伍在今年只做了一台新的机器人......数年在技术和机器人数目的积累本身也是重要的......想要进行的发展太快,稳定性欠缺了......”队员们总结着本队以及其他队伍的教训,讨论着新赛季的技术安排,决定在新的赛季收缩战线,专注于当前已有的机器人的改进。新赛季将不会像本赛季这么匆忙,各个兵种已经基本完整,自瞄算法数理模型已经探索清楚,新的框架已经搭建完毕,不会再有从头开发的压力,只会需要进行改进的探索。
还会继续追寻梦想吗?会的!本赛季的积累,是进步的必经之路。经历挫折的队员不会离开,大家已经向着实际情况调整了梦想的具体情形和实现路径。带着过往的激动、失落、快乐、痛苦,走入充满无限可能的未来。
参赛队员们和机器人
如果说过去的“青春和热忱”指的是“青春”的兴趣和追寻梦想的“热忱”,那如今现实洗礼后的“青春和热忱”,就是依然有机会试错和进步的“青春”与不会被凛冽的挫折所冷冻的“热忱”之心。正如那首追寻梦想的《你》:“我知道,只有不断出发,才能够紧随,你纵情的步伐。”SAS战队的队员们,愿在现实洗礼之后,你们能继续出发,如胸前那两个醒目的词语一样,依然青春,依然热忱。SAS战队的队员们,坚持,坚持,2025赛季再接再厉!