仿生機(jī)器人活動(dòng)的巨大魅力

羅雪華

仿生學(xué)是模仿生物的特殊本領(lǐng)的一門科學(xué)，是生物學(xué)、數(shù)學(xué)和工程技術(shù)學(xué)互相滲透而結(jié)合成的一門新興的邊緣科學(xué)。它的任務(wù)就是要研究生物系統(tǒng)的優(yōu)異能力及產(chǎn)生的原理，并把它模式化，然后應(yīng)用這些原理去設(shè)計(jì)和制造為人類服務(wù)的新型技術(shù)設(shè)備和機(jī)器。1960年第一屆仿生學(xué)會(huì)議為仿生學(xué)確定了一個(gè)有趣而形象的標(biāo)志：一個(gè)巨大的積分符號(hào)，把解剖刀和電烙鐵“積分”在一起。這個(gè)符號(hào)的含義不僅顯示出仿生學(xué)的組成，而且概括表達(dá)了仿生學(xué)的研究途徑和運(yùn)用方法。

仿生機(jī)器人是指模仿生物、從事生物特點(diǎn)工作的機(jī)器人。江蘇省Power Tech仿生機(jī)器人創(chuàng)意大賽，就是制作模仿生物、從事生物特點(diǎn)工作的機(jī)器人的創(chuàng)意活動(dòng)。它要求選手們利用干電池和小型直流電機(jī)作為動(dòng)力，利用蝸桿、渦輪和變速箱原理來進(jìn)行簡(jiǎn)單的機(jī)械傳動(dòng)，利用簡(jiǎn)單板材制作骨架，并巧妙地利用數(shù)字電路中的RS觸發(fā)器、微動(dòng)開關(guān)進(jìn)行競(jìng)速接力傳遞。最后，要求同學(xué)們走進(jìn)大自然，發(fā)揮豐富的想象力和創(chuàng)造力為仿生機(jī)器人制作造型。比賽宗旨是培養(yǎng)學(xué)生“好思考、樂創(chuàng)作、勤動(dòng)手、夯實(shí)基本功”的科學(xué)思維方法和大國(guó)工匠精神。為學(xué)生創(chuàng)造獨(dú)立動(dòng)腦、動(dòng)手的機(jī)會(huì)，充分激發(fā)學(xué)生的科技創(chuàng)作潛能。活動(dòng)較嚴(yán)格的時(shí)間限制，也要求學(xué)生必須具備團(tuán)隊(duì)合作精神與默契，具備及時(shí)“發(fā)現(xiàn)問題、處理問題、解決問題”的能力，才能按時(shí)完成作品制作，順利參加比賽。

Power Tech仿生機(jī)器人創(chuàng)意大賽，有一系列統(tǒng)一、規(guī)范的競(jìng)賽規(guī)則。規(guī)則規(guī)定：競(jìng)賽時(shí)，參賽隊(duì)員只能帶手動(dòng)工具和A4圖紙進(jìn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一發(fā)放材料包。創(chuàng)意制作是在3個(gè)小時(shí)內(nèi)，將電動(dòng)機(jī)、齒輪、木板、木棒加工成3個(gè)仿生機(jī)器人，并且制作過程必須獨(dú)立完成、獨(dú)立調(diào)試，然后用自己制作的機(jī)器人進(jìn)行規(guī)定項(xiàng)目的比賽。這3個(gè)仿生機(jī)器人的要求也各不相同，如“萬(wàn)獸之王”要求能像老虎或馬一樣四腳行走，“蟲蟲危機(jī)”要求能像毛毛蟲一樣蠕動(dòng)爬行，“龍貓巴士”要求能像巴士一樣四輪前進(jìn)。

2015年，在校領(lǐng)導(dǎo)的全力支持和師生們的共同努力下，南京外國(guó)語(yǔ)學(xué)校組織參加了兩次仿生機(jī)器人大賽，均取得了驕人的成績(jī)。2015年10月31日，江蘇省Power Tech仿生機(jī)器人創(chuàng)意大賽在南京金陵中學(xué)河西分校隆重舉行，南京外國(guó)語(yǔ)學(xué)校派出4支隊(duì)伍共16位同學(xué)參賽。他們通過2個(gè)月的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和刻苦訓(xùn)練，在比賽中取得了較好的成績(jī)。其中，二隊(duì)的郭翹楚、王佳翼、韓欣然、陳煜欣獲綜合總分季軍（在特等獎(jiǎng)中產(chǎn)生），四隊(duì)的李堯、明嘉浩、史博然、丁英芪獲特等獎(jiǎng)；一隊(duì)的蔡康嘉、沈童童、劉銳、鄭文睿獲二等獎(jiǎng)，三隊(duì)的劉雨辰、陳玥如、劉思遠(yuǎn)、張海川獲二等獎(jiǎng)。

通過這次比賽，同學(xué)們得到了許多意想不到的收獲。二隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)郭翹楚同學(xué)說：“作為電子工程大學(xué)專業(yè)的申請(qǐng)者，之前我對(duì)電子和機(jī)械的了解從沒有跳離計(jì)算機(jī)、處理器和電路板，對(duì)齒輪發(fā)動(dòng)機(jī)和鋸木頭這些‘上個(gè)世紀(jì)的東西有點(diǎn)束手無(wú)策。仿生機(jī)器人大賽讓我從零開始，用手搖鉆和鋼絲鋸重新探索‘制作的含義。在羅老師的指導(dǎo)下，我們學(xué)到了很多技能。這些仿生機(jī)器人看似極為簡(jiǎn)單，但制作過程中卻不斷出現(xiàn)新問題，如發(fā)動(dòng)機(jī)被燒壞、齒輪打損、機(jī)器人走偏，同樣的制作流程每次都會(huì)出現(xiàn)不同的問題，這使得每一次的檢修經(jīng)歷都變成了我們發(fā)揮獨(dú)立思考能力的機(jī)會(huì)。這種滿足感對(duì)于我們這些初學(xué)者來說非常重要，它讓我們體會(huì)到工程師設(shè)計(jì)、創(chuàng)新的快樂，對(duì)待機(jī)械問題的信心也大大增加。另外，這個(gè)比賽的團(tuán)隊(duì)協(xié)作要求極強(qiáng)，讓隊(duì)友在活動(dòng)中學(xué)會(huì)信任和擔(dān)當(dāng)，這也使比賽充滿了友誼和歡樂。總之，這個(gè)比賽重塑了我對(duì)電子、機(jī)械的熱愛和理解，在申請(qǐng)美國(guó)大學(xué)的面試中，面試官也跟我頗有興致地談起這段經(jīng)歷，無(wú)論從過程還是結(jié)果來看，都是一次受益匪淺的經(jīng)歷?！?/p>

2015年12月，郭翹楚同學(xué)被美國(guó)賓西法利亞大學(xué)M&T項(xiàng)目錄取，該項(xiàng)目是賓大沃頓商學(xué)院和賓大工程學(xué)院聯(lián)合設(shè)立的一個(gè)雙學(xué)位項(xiàng)目，它的關(guān)注點(diǎn)就在于培養(yǎng)管理與技術(shù)兼顧、人文情懷與科技創(chuàng)新平衡的未來商業(yè)領(lǐng)袖。

被保送到上海交通大學(xué)的王佳翼同學(xué)說：“在保送選拔中，我把參加比賽的這段經(jīng)歷寫在了個(gè)人簡(jiǎn)歷里，面試時(shí)老師專門問了我許多參加這項(xiàng)比賽的相關(guān)問題。”

根據(jù)“十三五”規(guī)劃綱要，未來5年，我國(guó)將在高端裝備生產(chǎn)、航空航天、海洋、新能源汽車等領(lǐng)域加大投入。這些都需要青年學(xué)生在中學(xué)階段做好充分準(zhǔn)備，需要跨學(xué)科的思維能力，這對(duì)于成長(zhǎng)為大師、科學(xué)家和高級(jí)工匠來說，是必不可少的儲(chǔ)備。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，我們要堅(jiān)定不移地實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，抓好基礎(chǔ)技術(shù)、通用技術(shù)。為此，南京外國(guó)語(yǔ)學(xué)校為同學(xué)們提供了豐富多彩的選修課（包括仿生機(jī)器人與激光雕刻），同學(xué)們獨(dú)創(chuàng)的各種社團(tuán)、俱樂部也都為他們興趣和夢(mèng)想的實(shí)現(xiàn)提供了良好的土壤。愿同學(xué)們插上仿生的翅膀，去實(shí)現(xiàn)人生的夢(mèng)想！