文/魏晉(哈爾濱工業(yè)大學(xué))
我是太極故里忽雷太極六代傳人,自幼習(xí)練忽雷太極拳,練得身手軟如棉硬如鐵,曾獲得河南省武術(shù)錦標賽青年組第一名。
2014年,我考入哈爾濱工業(yè)大學(xué),遵循的是“規(guī)格嚴格,功夫到家”的校訓(xùn)。2019年,在“深海巨鯊Ⅱ”世界格斗機器人大賽上,我和隊友們打出了哈工大人的功夫,摘得桂冠。
我的本科專業(yè)是機械設(shè)計制造及自動化。2014年大一剛?cè)雽W(xué)兩個月,學(xué)校通知我和一些同學(xué)組建幾個小組,自學(xué)建模軟件,準備參加全國大學(xué)生機械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計大賽。這個比賽要求設(shè)計一款爬壁機器人,能夠遠程控制自動真空吸附墻壁,完成檢測、清洗等多種任務(wù)。這種機器人可以代替在高樓上清洗玻璃的“蜘蛛人”。
賽前我們這些大一學(xué)生,從未接觸過任何數(shù)字化軟件設(shè)計,也沒有任何設(shè)計機器人經(jīng)驗,面對的競爭對手,卻是其它學(xué)校大三大四的學(xué)長。我們小組是一群很倔的人,在備賽的4個月里,我和隊友幾乎付出了學(xué)習(xí)之余所有時間。在主樓的教室里熬夜睡凳子的次數(shù),比回寢室的次數(shù)都多。經(jīng)過大量練習(xí),全體隊員都熟練掌握基本的數(shù)字建模軟件,按照不同分工預(yù)習(xí)完了數(shù)百學(xué)時的機械原理、材料力學(xué)、機械制造等高年級課程,保證了整個團隊知識體系框架的完整。最后我們奪得了全國一等獎。
這次經(jīng)歷讓我一度飄飄然,認為學(xué)習(xí)上只要有股蠻勁,沒有干不成的事。很快,我們又參加了大學(xué)生機械專業(yè)領(lǐng)域最權(quán)威賽事——全國機械創(chuàng)新大賽。我們設(shè)計的是帶載爬樓車,這是一款能兼顧平地運動速度與越障性能的智能自動運載車。設(shè)計中,我們獨創(chuàng)了很多越障技術(shù),覺得在理論設(shè)計和參數(shù)計算等方面都無懈可擊??烧酵度胫谱骱蟛虐l(fā)現(xiàn),完成整個項目需要設(shè)計、制造、調(diào)試等多方面的能力結(jié)合起來才行,以現(xiàn)有條件和能力根本無法加工出來。整體設(shè)計的極端理想化反映出我們基礎(chǔ)知識不扎實、動手實踐經(jīng)驗不夠。
眼高手低的教訓(xùn)很大,此時我們已用掉了數(shù)萬元的經(jīng)費和5個多月時間。
在整個團隊都因碰壁士氣低落時,我們迎來了所有工科生共同的課程——金工實習(xí)。
在炎熱的夏天,剃掉齊眉的劉海,在機床轟鳴聲中,我小心翼翼加工著一個個工件。從粗陋的胚料,逐漸成為被需要的型號,要經(jīng)歷銑、磨、車、拋等多道工藝,每一道工藝的精度都會決定最后成品的質(zhì)量。
制作“功夫錘”是學(xué)校訓(xùn)練學(xué)生動手能力的必修課:每一位學(xué)生都要把一根圓柱體金屬棒,做成一把精美的功夫錘。我發(fā)現(xiàn)每一個細節(jié)都需要很多工藝,每個工藝中都要緊盯那些小到幾微米的公差,不然一個已經(jīng)完成上百步工藝即將成型的工件隨時都會成為廢料。簡單的一個小錘子,打磨的是對項目基礎(chǔ)工藝的深刻理解。
實習(xí)結(jié)束后,我們下決心推翻以前的設(shè)計,從頭再來:大到原理方案的重新設(shè)計和機構(gòu)原理的驗證,小到數(shù)百個連接件逐個的計算、強度校核、裝配仿真,還有對所有加工件逐個進行工藝優(yōu)化、重量測算等。沒日沒夜地干,餓了就沖個泡面,困了打個地鋪,3個月后,一款兼顧速度與穩(wěn)定性、具有良好越障性能的爬樓車誕生了!全國一等獎!
2017年,我們首次參加“深海巨鯊Ⅱ”世界機器人格斗大賽。這個賽事起源于1990年代,它對抗性強、賽制“殘酷”、設(shè)計自由,是最有競技性的機器人賽事之一,種類各異的機器人像簽下生死狀的拳擊手,在擂臺上進行生死博弈。
國外多數(shù)戰(zhàn)隊已經(jīng)有了20多年的造機和參賽經(jīng)驗,第一次參賽時,還是小白的我們吃了很多虧。比賽準備過程中,為了機器人的攻擊力最強,我們選了一個體積小功率大的電機,但是驅(qū)動硬件匹配不好,結(jié)果機器人在賽前一周的測試中,硬件過載而起火了。當(dāng)時火焰躥起1米多高,機器人身上的火有多大,我們心底就有多涼。
接下來的一周,我們?nèi)犆刻?4小時在實驗室里輪班修改方案,直至參賽當(dāng)天才完成。第一次參賽,讓機器人能站在臺上,我們就已經(jīng)耗盡力氣。但“努力”就一定能收獲勝利嗎?擂臺是最公正的法官,不管你付出幾多,唯有實力才是判決標準。最終我們進入到16強。
賽場如戰(zhàn)場,戰(zhàn)場無第二;功夫不到家,淘汰送回家。
有了這次經(jīng)歷,我們知道,要對抗這些有著幾十年設(shè)計經(jīng)驗和實戰(zhàn)經(jīng)驗的強大國外對手,不能只依靠參加更多比賽來強行提升經(jīng)驗,我們需要把這個追趕過程作為一個工程問題,引用相應(yīng)的技術(shù)來解決對應(yīng)難題。于是我們從底層的結(jié)構(gòu)開始虛擬分析,然后運動仿真,最后通過實物試驗,驗證可靠性,這樣完成了機器人快速定型與強度驗證,實現(xiàn)了機器人超短周期迭代升級,讓我們有了追趕和超越的可能。
2019年,我們又一次參加世界格斗機器人大賽,面對5支英美老牌戰(zhàn)隊,我們打出了哈工大人的功夫,靠臺下的汗水,成功摘得桂冠!
TIPS:忽雷太極拳
由一代太極拳宗師、河南省溫縣陳新莊李景炎(1825~1898)所創(chuàng)。李景炎又名李盾、李對,因技藝精湛,臂力非凡,有“鐵胳臂李對”的美譽。在其師陳清平所授太極拳基礎(chǔ)上感悟烈馬抖鬃之形,萌生創(chuàng)新之念,繼之躬行不輟,晚年把一生保鏢實戰(zhàn)經(jīng)驗融合到拳架之中,集拳術(shù)、推手、散打于一體,創(chuàng)編了忽雷太極拳之雛形。后經(jīng)嫡傳弟子張國棟改進完善,終成一套風(fēng)格迥異之新套路,名曰忽雷太極拳。忽雷者,溫縣地區(qū)方言,閃電響雷之意,也有人稱忽雷架。忽雷太極拳特點:軟如棉花,硬如鐵,滑入冰流,粘如鰾,身手忽起忽落,忽柔忽剛,如閃電似迅雷,動作威勁精巧,周身抖擻如顫抖然,兩腳蹉碾震促“嚓嚓”有聲,促步磋腳,掛撩跪蹬,步伐靈巧奇異,腰如車軸腳似鉆,兩手如輪旋滾煩,一動一太極,寸寸皆陰陽。