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科普,控制是认真的——浙大控制学院携手工业控制技术国家重点实验室举办科技展

编辑:王婧 来源:控制科学与工程学院 时间:2018年06月01日 访问次数:69  源地址

哇,黑白色飞机模型好像飞船啊!”

它在海上也能飞吗?在水上怎么起飞、降落呀?”

你说这个小球是医生?!那它怎么看病?”

孩子们的惊叹、好奇、欢笑,此起彼伏。今天,这里不是浙大控制学院,这里是浙大“控制科技博物馆”。

2018526日,作为2018年全国科技活动周和2018“创响中国”浙大站活动之一,浙江大学控制科学与工程学院携手工业控制技术国家重点实验室举办科技展。展厅设在玉泉校区工控新楼一楼门厅,主要分三块区域——腿足机器人、智能泄漏检测定位球和无人机组。来自浙大幼儿园、紫萱幼儿园、浙大附小、求是附小、《钱江晚报》读者团等169位学生和家长到场观展。

当日阵雨出没,天气闷热。而令主办方意外的是,上午9点半起,便陆续有家长带着孩子迫不及待赶来候场——比通知上首场演示开始的时间足足提早了一个小时。


它是狗啊,它就是狗!”

上午1030分,控制学院党委副书记丁立仲宣布活动开始。腿足机器人展区的两个小明星——机器狗“绝影”和足球机器人——准时一个开“走”、一个开“踢”。

哇!它真的好像狗!”“它是狗啊,它就是狗!”作为开年“网红”,家长和孩子们对“绝影”的大名并不陌生,然而亲眼见到本尊,还是难掩激动之情。在“绝影”稳步前进的“咔哒咔哒”声中,是孩子们的一路追随。孩子们不停移动着小碎步,想要尽可能离它更近一些。项目负责人朱秋国老师故意在前进路上丢了2块木板,又踢了“绝影”两脚。这一切,“绝影”都轻松应对,但孩子们可紧张了。他们像为一个好朋友揪心那般,忍不住屏住呼吸,又在它度过障碍时连连欢呼。孩子们甚至觉得它在这么闷热的周末“加班”辛苦了,忍不住一路帮它扇扇子凉快凉快,场面非常有爱。

绝影”是由控制学院发布的一款四足机器人,可以每0.5毫秒发布一个命令,对环境适应力强,因此可以在即将失衡的瞬间做出指令,以一系列小幅快速的动作调整姿态,从而避免失衡。

目前,“绝影”已经学会了跑跳、爬台阶、在碎石子路上行走、自主蹲下再站起来等许多能力。即使摔倒在地,它也能自动调整身体方位重新站立,有望成为人们日常生产生活中的得力助手,执行安防巡逻、物流运输等任务。它也可以代替人们在各种险恶的环境中工作,如抗震救灾时,人员无法抵达的情况下用来探寻生命迹象;太空探索中,轮式移动机器人可能会被障碍物挡住,但四足机器人却可以轻松越过障碍物。

下一步,研发团队将把“绝影”打造为科研与教育的平台,向公众开放软件、硬件等一系列设备,进行成果共享,让更多有志于投身于智能机器人领域的科研人员和学生在此基础上进行更前沿的开发和探索。


足球?——我们是世界杯冠军!

控制学院的足球机器人队伍曾多次获RCBOCUP机器人世界杯冠军,可谓一支“梦之队”!本次,足球队派出一名“球星”作为代表,参加科技展 “专场见面会。”球星一出场,小球迷们便将球场围得水泄不通,模仿它一步一踱、摇摇晃晃的姿态。终于,开脚——发球——!仿佛知道自己正被众人瞩目,大牌脚力不错,却常因用力过猛摔倒,引得球迷们哈哈大笑。笑完,又总是伸手想要扶扶它。但,大牌就是大牌!无论是趴倒还是背摔,球星总能自己调整位置,通过“关节”弯曲支撑,恢复站立,让孩子们拍手叫好。

我太喜欢机器人了,长大后也要做机器人!”——有小球迷兴奋地喊着。更有身着巴塞罗那“梅西”队服的两兄弟在表演结束后迟迟不肯离场,围着讲解同学问东问西、把演示视频看了一遍又一遍。当被问到如果有机会跟足球机器人一起踢球怎么样,小球迷又傲娇地说:“它太慢啦,我一抢它就没戏啦!”


上天入水——浙里,控制造!

相比腿足机器人的“活泼好动”,智能泄漏检测定位球和无人机组的静态展示被团队学生的讲解、演示赋予了生命。要跟老师和同学们说明白不难,可要让几岁的孩子们听懂呢?——面对小朋友,学生们尽量使用最简单的描述和比喻,配上丰富生动的表情和动作,成了一个个“敬业代言人”。他们身后,则不断滚动播放着工作原理和实景演示,让整个过程变得更加直观。

管道医生” ——智能泄漏检测定位球,是由控制学院水质预警实验室侯迪波教授和研究生屠德展、朱乃富、王可心、王艺林、朱强组成的团队共同研发的科技成果。该成果曾获第45届日内瓦国际发明展“特别嘉许金奖”、“发明金奖”以及第十五届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛特等奖(大赛最高奖)。它可实现对城市供水管网内部进行三维地图构建,并对漏损点进行准确检测与定位,为解决城市管网漏损问题提供了新手段。系统融合声信号、压力信息、振动加速度等多传感器信息判断管内泄漏状况;采用惯导和RFID组合定位方式,进一步提高泄漏点定位的精确度;结合地理信息系统(GIS)技术、数据库技术和三维建模技术,直观显示地下管线的空间层次和位置,形象展现地下管线的埋深、形状及走向。

讲解人之一的屠德展同学曾代表课题组在日内瓦国际发明展、外宾参观、学校科技展等多个场合进行讲解。他表示,第一次在学院自己的科技展上讲解,特别开心,也被小朋友的热情和好奇心感染!他希望,自己可以让小朋友和家长对水质监测有一定的了解、对智慧城市和智慧家庭的发展有更直观的印象,“毕竟这与我们每天的生活都是息息相关的”。

考虑到当日天气和安全因素,无人机组选择了静态展示,却丝毫没有影响孩子们的热情。包括复合翼无人机、全自主四旋翼无人机和电动无人直升机在内的4架模型,光是停在那里,就英气逼人、引得自拍与合影无数。

复合翼无人机,即指机翼是复合型的无人机,包括常见的飞机模型式的机翼和固定翼机翼式的组合式无人机,同时具有两种无人机的优势,由浙江大学控制学院李平教授、张宇副教授和任沁源副教授组成的团队发布。在旋翼模式下能够垂直起飞与降落,不需要起降跑道,可以在空中悬停;而在固定翼模式下可以快速巡航飞行,航程远,能耗低,飞行时间长。该无人机能够自主起飞、降落、航线飞行,并能在空中自动完成旋翼模式与固定翼模式的切换,是一款性能优异的无人机。

全自主四旋翼无人机在传统四旋翼飞行器平台上额外搭载了一对眼睛(视觉模块)和一颗善于计算的大脑(计算平台),能够进行实时图像信息采集和处理,实现对地面目标的拍摄、识别和运动估计,还可完成全自主精准降落。

作为一种单旋翼带尾桨结构的无人机,电动无人直升机则由电机驱动,桨叶转速较高,可以达到2000-3000转每分钟。除了可以实现全自主起飞、降落、航线飞行等功能,它还具有噪声低、气动效率高、载重量大等优点,且能实现地面目标跟踪等功能。

其实,幼儿园和小学学生成为本次科技展观众主力,有些出乎主办方的意料。在一般思维里,他们离科技知识、专业选择等学习需求尚远。“希望让他从小培养兴趣。现在小孩子天天跟电视、电脑打交道,参加这样的科普活动可以扩展视野、培养好奇心。”“去科技馆参观很少有人能够具体介绍这些科技产品,来这里参观可以看到浙大控制学院做的实实在在的东西,对家长来说也是一种收获。”——家长们给出了答案。家长们和前来采访的《钱江晚报》记者纷纷表示,“这样的机会太难得了”,建议学校多多组织这样的科普活动。

会的,”——控制学院院长邵之江如是说,“我常说‘控制,让未来更美好’。但控制科学是什么?可能多数外行人都不清楚。通过科技展,我们希望一方面,让公众了解控制科学、看见未来生活的可能;另一方面,让孩子们认识控制学科、思考未来追求的梦想。作为国家一级重点学科、“双一流”学科和“A+”学科,这是我们的愿望,也是我们的责任。”



/王婧 康艳蕾

/何宇



浙江大学控制科学与工程学院(简称控制学院)始建于1956年,建有工业控制技术国家重点实验室,坚持“创新科学思想、研发前沿技术、服务国家战略”的发展理念。现有“自动化”本科专业和“控制科学与工程”、“网络空间安全”2个一级学科。其中,“控制科学与工程”学科是国家一级重点学科、“双一流”学科和“A+”学科。学院科研实力位居全国前茅,在解决国民经济关键行业重大需求、产学研结合、应用基础理论研究方面具有独特优势。近十年获国家科技进步一等奖1项、二等奖3项,省部级一等奖9项。


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