帶著學(xué)生的夢想從西三旗起飛

趙偉

從無人看好四處碰壁，到勇奪桂冠為國爭光。北京信息科技大學(xué)的足球機器人小組從建立到成長，離不開王雪雁老師嘔心瀝血的付出。

2013年7月3日，一則“中國足球榮獲世界杯冠軍”的新聞在世界各大媒體勁爆而發(fā)！這則消息鋪天蓋地！剎那間，國人們激動得為之高呼！為之狂歡！紛紛搜尋這個世界杯冠軍！一時間，世人的目光一齊聚集在位于首都西北角西三旗土地上的北京科技信息大學(xué)。

組隊7年，頻頻從外國捧回‘機器人世界杯足球賽冠軍，在機器人技術(shù)飛速發(fā)展的現(xiàn)在，這樣的成績堪稱驚艷。

了解這支機器人足球隊成長史的人說，實際上這支團隊面臨資金缺乏和隊員更新?lián)Q代的問題，他們也在國際比賽中失敗過，但他們用智慧、韌勁和團結(jié)精神，最終奪得了勝利。他們給這支團隊取了一個形象的名字——水隊！“水隊”中有一個關(guān)鍵人物，堪稱水隊靈魂，她就是——王雪雁！

一

事情還得從十年前說起，而且還得從王雪雁的兒子說起。

王雪雁的兒子邱棚從一出生就跟在王雪雁身邊，一直由王雪雁帶著。因為王雪雁管理機電實驗室，每天上班都把邱棚帶到辦公室來，小邱棚看著那些大哥哥大姐姐們擺弄機電，耳濡目染，漸漸地也就喜歡上了這一行，上學(xué)前，就跟媽媽學(xué)會玩九個模塊。

轉(zhuǎn)眼到了1993年，邱棚上三年級，學(xué)校是中關(guān)村一小。中關(guān)村一小是一所十分重視培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的學(xué)校，設(shè)有各種興趣小組，機器人就是其中之一。毫無疑問，邱棚加入了機器人興趣小組，不久，他設(shè)計的機器人參加北京市比賽榮獲一等獎。王雪雁是管機電實驗室的，看著兒子小小年級就對機電顯現(xiàn)出非凡的智能，出于母愛，也出于對本職工作的愛，王雪雁從此對熱愛機器人的學(xué)生多了一份別樣的感情！

轉(zhuǎn)眼小學(xué)畢業(yè)，邱棚憑借優(yōu)異成績被北京交大附中錄取。在交大附中，邱棚在機器人小組里認識了高年級的王醒澤、陳嵩。他們一起設(shè)計制作機器人，沒有資金，就到廢棄堆里尋找可用物件，鋸角鐵、卸鐵條，配螺絲……印象最深的就是把汽車的燈罩撿回來用做機器人的臉面。因為邱棚讀書，一來二去，王雪雁認識了邱棚的輔導(dǎo)老師祖浩東。同樣的專業(yè)，使祖浩東和王雪雁交流得更多一些，有一次，王雪雁在和祖浩東聊天。祖浩東說：“我的兩個學(xué)生已經(jīng)上了大學(xué)，但還是對制作機器人有著濃厚的興趣，自費制作簡易的機器人去參加比賽。”王雪雁說：“我們大學(xué)也非常支持學(xué)生的科技創(chuàng)新活動，鼓勵學(xué)生自己動手制作一些學(xué)生感興趣的作品?！弊焐线@樣說，王雪雁心里想，“如果您的學(xué)生考入我們大學(xué)還對機器人感興趣的話，我一定也會像您一樣，奉獻我的一切去指導(dǎo)他們，并盡可能地給他們提供條件和支持?！?/p>

2006年10月，邱棚突然跑到王雪雁的辦公室來，說：“媽，我的師哥陳嵩和王醒澤是你們學(xué)校的學(xué)生，他們想搞機器人，你能不能幫幫他們，給他們提供個地方？”通過了解，才知道，祖浩東說的兩個學(xué)生之一原來就是陳嵩。王雪雁很高興地答應(yīng)了，立即向系主任郝靜茹請示。郝主任當即答應(yīng)，全力支持！

多少年后，面對記者的采訪，王雪雁說：“之所以大膽地拿出一塊地方供孩子搞機器人，就是因為心里對這些喜歡機器人的學(xué)生有一份別樣的情懷！

第二天，陳嵩、王醒澤，還有另外兩名熱愛機器人的劉曉銘和趙亮一齊來到王雪雁面前，看著這四個滿臉虔誠的孩子，王雪雁心里滑過一絲安慰。

從此，這四個隊員也就成為了“水隊”的最早的隊員。幾個癡愛機器人的大學(xué)生與王雪雁朝夕相處，就在那塊狹長的實驗室角落里邁開了他們追求夢想的步伐！

二

國家教委在政策上一直鼓勵各大院校開放實驗室，積極培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才。在北京信息科技大學(xué)，校內(nèi)常設(shè)的學(xué)科競賽活動就有30多項。校方在學(xué)科經(jīng)費、學(xué)生的學(xué)分、獎學(xué)金等方面給予支持，鼓勵學(xué)生課余時間參與實踐、科技創(chuàng)新。

于是，機器人足球項目就落在了學(xué)校機電學(xué)院機械設(shè)計實驗室，由此種下了對機器人癡迷的種子。從那時起 “水隊”指導(dǎo)老師王雪雁見證了這顆種子慢慢發(fā)芽、長大。

王雪雁說：“水隊的第一代機器人是學(xué)生自籌經(jīng)費制作的兩輪差動機器人。從研制第二代全向移動機器人開始，學(xué)校和學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)給予了大力的支持，籌集各方面資金，逐年加大力度投入研制機器人經(jīng)費。近兩年，學(xué)校每年投資中型組機器人項目達到上百萬元?！?/p>

自從中型組足球機器人項目扎根機電學(xué)院機械設(shè)計與CAD實驗室后，從此也種下了對隊員對機器人癡迷的種子。從那時起，作為“水隊”指導(dǎo)老師的王雪雁，便開始傾力澆灌這顆種子，并見證著它慢慢發(fā)芽、長大。

自從機器人小組成立后，王雪雁積極從機電學(xué)院爭取實驗室經(jīng)費，采購一些常用的加工工具，如手電鉆、電鋸、臺鉗等。第一批隊員在資金不足的情況下，他們買來角鐵，去二手舊貨市場買來二手電機（當時一個maxon電機需要幾千元，買不起新的），從網(wǎng)上買來攝像機，自己設(shè)計反光鏡曲面，拿到工廠去加工全景鏡，跑遍全城采購視覺支撐用的有機玻璃筒……

從他們用卡車車燈、角鋁、二手電機造出來的第一代機器人開始，7年里，一屆又一屆學(xué)生加入“水隊”。他們設(shè)計機器人，編寫“點球”、“角球”、“守門”的程序，在實驗室里度過一個又一個周末和不眠之夜。他們在國內(nèi)外參賽，然后畢業(yè)離校，消失在人群中。他們帶著單純的興趣而來，又懷揣著更加豐富的夢想而去?！?/p>

2006年“水隊”成立后，第一批隊員開始手工制作第一代機器人。他們唯一可以借鑒的資料是國外的開放源代碼。源代碼，就是軟件的作者將原始碼公開，以使更多的人獲得幫助。隊員們的英語不是很好，他們一邊查字典一邊看資料。那時候參賽機器人做得最好的是德國，他們甚至找來德文字典查看相關(guān)資料。一個參數(shù)從編寫到調(diào)整至最佳狀態(tài)，大約需要一個月的時間。從建隊到現(xiàn)在，隊員們編寫的數(shù)據(jù)有兩萬多條，教練機里面的有幾千條。對比賽的軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)的認識和創(chuàng)建，都是靠學(xué)生自己一點一點積累起來的。王雪雁老師陪著隊員們度過了數(shù)不清的不眠之夜。

三

RoboCup（Robot World Cup）即機器人世界杯足球錦標賽，以MAS（Multi-Agent System）和DAI（Distributed Artificial Intelligence）主要研究背景。主要目的就是通過提供一個標準的易于評價的比賽平臺，促進DAI與MAS的研究與發(fā)展。

機器人足球比賽是在動態(tài)不確定環(huán)境下對人工智能的考驗，是以體育競賽為載體的高科技對抗，是培養(yǎng)信息、自動化領(lǐng)域科技人才的重要手段，同時也是展示高科技水平的生動窗口和促進科技成果實用化和產(chǎn)業(yè)化的有效途徑。機器人足球的研究融入了機器人學(xué)、機電一體化技術(shù)、通訊與計算機技術(shù)、視覺與傳感器技術(shù)、智能控制與決策等多學(xué)科的研究成果，反映出一個國家信息與自動化技術(shù)的綜合實力。

王雪雁帶領(lǐng)她的“水隊”，在比西方國家晚四十年之后才開始起步，又能在這個行業(yè)里走得多遠？

夢想總是從腳下開始，從一點一滴開始的，而且一點也不浪漫。作為“水隊”的指導(dǎo)教師，王雪雁被孩子們那股點燈熬油的勁頭深深感動著。

中國機器人大賽參賽隊伍中大多是研究生和博士，而“水隊”的隊員是由本科生組成的。當所有的人們都本能的以為，本科生怎么也不可能比過研究生時，“水隊”的本科生們用他們的實際行動，鏗鏘有力地做出了回答。

“水隊”帶著全新的第二代全向移動機器人，與山東濱州學(xué)院聯(lián)隊參加在廣州中山舉辦的2008年的中國機器人暨RoboCup比賽，獲得了中型組比賽亞軍的好成績。王雪雁說：“這是水隊的一次小試牛刀！”

優(yōu)異成績的取得，得到了學(xué)校的認可，郝靜茹院長聽說國際RoboCup比賽在中國蘇州舉行，主動提出，讓王雪雁和王科社兩位老師帶著學(xué)生參觀國際RoboCup比賽，通過這次觀賽，學(xué)生們找到了與世界強隊的差距，同時也萌發(fā)了奪取世界冠軍的夢想。

2009年，機器人世界杯將在奧地利舉行。

首秀世界杯賽場的水隊——小組賽，10：0勝葡萄牙！17：0勝東道主奧地利！8強賽，戰(zhàn)勝中國“中型組”冠軍國防科技大學(xué)隊，最終獲得第七名，進入世界前八強！

初試鋒芒，小有斬獲。更巧的是，這次比賽中國隊的工作區(qū)就在荷蘭隊的旁邊。背后有飛利浦這樣的大集團做后盾，荷蘭埃因霍溫大學(xué)“科技聯(lián)隊”絕對屬于這個賽事中的老大，他們的軟件硬件都讓中國隊員們羨慕不已。而且，面對人高馬大的北歐人，中國隊員看起來似乎在身高上就輸了幾分氣勢。但荷蘭隊的隊員很友好，分別時，他們送給每個中國隊員一條圍巾，以作紀念，并鼓勵中國隊：“你們現(xiàn)在還是一個小BYBI，有一天定會長大?！?/p>

他們?nèi)f萬沒想到，第二年，這個小“BYBI”就放翻了大哥。

國防科技大學(xué)隊在國內(nèi)的機器人足球比賽中，曾蟬聯(lián)五屆全國冠軍。所以隊員們回國后，大聲向同學(xué)們宣布：“雖然是世界第七，但在中國，水隊絕對第一！”2010年，在學(xué)校的大力支持下，王雪雁老師帶著她的隊員對第二代機器人進行全面的改進，研制出了第三代機器人。

在新加坡的比賽運氣比較好，前兩輪小組賽碰到的基本上全是弱隊，也碰到荷蘭隊了，但0：8，0：12輸?shù)煤軕K，計算積分勉強出線。8進4碰伊朗隊的時候，5臺機器人才全部調(diào)試正常，小組賽就變成了調(diào)試機器人的過程。跌跌撞撞闖進決賽的中國隊將要面對的竟然就是荷蘭隊！

去年的小“BYBI”，遇上了“老大哥”！決賽前，荷蘭隊已經(jīng)在冰箱里面放滿了啤酒，場地里拉起了氣球，準備好了網(wǎng)絡(luò)直播。比賽開始，大部分時間中國隊是四臺機器人對陣荷蘭隊的五臺機器人。其中的一臺出了問題，一直在維修中。但奇跡發(fā)生了，中國隊最終以一球戰(zhàn)勝荷蘭隊奪取了冠軍，實現(xiàn)了中國自參加Robocup比賽以來，在實物組項目上首次奪冠，標致著中國中型組發(fā)展達到世界水平。小“BYBI”終于長大，作為世界傳統(tǒng)強隊荷蘭老大哥又一次屈居亞軍，荷蘭隊員們流下了失望的眼淚。

在登上領(lǐng)獎臺的那一刻，一慣笑容滿面的王雪雁破天荒地流下了激動的淚水。

2011年，在第15屆土耳其伊斯坦布爾RoboCup機器人世界杯賽中，北京信息科技大學(xué)的“water”苦戰(zhàn)13局，以13戰(zhàn)全勝、進98球失9球的驕人戰(zhàn)績成功衛(wèi)冕機器人世界杯冠軍，決賽中碰到的依然是荷蘭隊。

2013年6月24日—30日，第17屆Robocup機器人比賽在荷蘭埃因霍溫舉行。共有美國、德國、巴西、西班牙、意大利、中國等約40個國家和地區(qū)的2500名“選手”參加角逐。

中國隊的七八名主力隊員大多正在讀大二。2012年墨西哥世界杯上惜敗，“水隊”拿了季軍后，他們幾乎一回國就重新開始，著手編寫適應(yīng)新規(guī)則的比賽程序，備戰(zhàn)今年的荷蘭世界杯。所有隊員每周至少要去機器人實驗室三次，賽前三個月基本上每天晚上都去。賽前兩周最緊張的調(diào)試關(guān)鍵期，王雪雁和隊員們干脆把行軍床搬到實驗場地，一干就是幾個通宵。

沒人強迫他們，就是“喜歡”二字。在學(xué)校的大力支持下，王雪雁要求隊員們對機器人硬件進行了全面改進，包括吸球裝置、擊球裝置、移動底盤裝置的改進，更新了筆記本和所有的電池。

由于結(jié)構(gòu)的限制，“水隊”沒有對150W電機進行更換。2012年世界冠軍伊朗隊已經(jīng)使用250w的電機。這意味著與伊朗隊比賽時可能追不上對手，或拼搶球時不敵對手。因此賽前王雪雁定下的目標是，進世界前三爭二。

由于此前幾年的比賽成績十分優(yōu)秀，開幕式上，荷蘭王后要來參加，主辦方邀請中國“水隊”與荷蘭進行表演賽。由于機器人的差距，表演賽中0：3輸給荷蘭。緊接著，小組賽0：4再輸。兩次比分的差距，再次證明了水隊與荷蘭隊的實力。三輪小組循環(huán)賽和四強淘汰賽后，中國“水隊”有驚無險進入決賽。到了決賽，一向沉穩(wěn)的王雪雁也激動了，她對隊員們說：“拼了！”

張萬杰說：“我們一分鐘也沒有過失敗的念頭，一門心思琢磨如何取勝。我們針對荷蘭隊的優(yōu)勢，修改了部分進攻與防守的程序。我們的機器人電機功率不高，為保護電機，小組賽時我們的機器人速度一直保持正常速度。到了決賽，我們清楚自己的機器人與荷蘭隊的差距太大，要想取勝，只能在運動速度、射門力度和準確度上下功夫。我們的機器人程序雖然算法簡單，但更適合實戰(zhàn)。決賽中，我們豁出去了，讓電機超頻運轉(zhuǎn)，使‘球員速度可以荷蘭‘球員相匹敵。這樣不僅能追上對方‘球員，而且可以搶斷球。”

決賽即將開始時，發(fā)現(xiàn)“水隊”守門員開不了機，決賽前一分鐘，場上都要開球了，守門員機器人才活過來。這一幕讓王雪雁把心都提到嗓門處——好在是虛驚一場！決賽上半場，一臺機器人的輪子壞了一個，修理的過程，比賽并沒有停，那就意味著場上就少了一“人”，4對5在比賽，靠著嚴密的盯防戰(zhàn)術(shù)，中國隊居然還將比分領(lǐng)先。

終場哨響，水隊戰(zhàn)勝了荷蘭隊——第三次奪得世界冠軍！水隊以自己的熱愛和堅韌，實現(xiàn)了四屆比賽三奪桂冠。這，也是中型組唯一一支獲得過三次世界冠軍的隊伍。

四

在探討“水隊”的癡愛者們?yōu)楹稳绱藞?zhí)著癡迷于機器人的鉆研時，很多接受采訪的隊員都說出與王雪雁一樣的感受：“只是因為熱愛！”

對于“水隊”隊員的梯次培養(yǎng)，王雪雁完全不加強求，完全以興趣為主，每年新生入學(xué)都招新隊員，招收的幾十名學(xué)生中幾乎都是從零開始。先學(xué)機器人的結(jié)構(gòu)、操作、編程知識，然后慢慢進入進攻、防守、視覺等軟件程序的編寫。一般經(jīng)過半年的自然淘汰，最終一屆學(xué)生會有2、3個留下來，留下來的學(xué)生都是對機器人酷愛的學(xué)生，愿意為機器人付出時間和精力的學(xué)生。

王雪雁說：“這件事光是簡單的興趣還不行，必須是愛，癡愛！同時，團隊協(xié)作也是一個必不可少的素質(zhì)。”

水隊里的每一個人都有自己的故事：王雪雁是這支隊伍的精神領(lǐng)袖，隊員們背地里都叫她“老王”，王雪雁也把隊員當做自己的孩子。陳嵩、徐鑫鑫最早的發(fā)起人之一，一批又一批的老隊員，如徐鑫鑫、陳嵩、張萬杰、律曄、劉曉銘，他們畢業(yè)離校了，但心還深深地扎在西三旗，扎在北京科技息信大學(xué)的實驗室里，一旦有空，或者需要，他們就會騎自行車、擠公交車，從四面八方趕回來。他們已然變成了水隊的校外輔導(dǎo)員。

機器人小組作為一個學(xué)生社團，其實跟王雪雁老師本職的教學(xué)工作的考核其實關(guān)系不大，但是在過去的近十年里，王雪雁老師的大部分精力都撲在機器人小組上。機器人小組的創(chuàng)立，最早是陳嵩的一個小小意愿——想?yún)⒓赢敃r剛在中國機器人大賽中設(shè)置的中型組足球機器人比賽。

陳嵩在高中時就參加過機器人比賽，到大學(xué)，學(xué)校里沒有類似的活動，但是聽說有幾個學(xué)院的老師在研究機器人，有些老師名氣還很大。陳嵩挨個找了一遍，其他老師都覺得陳嵩是個本科生，沒法跟研究生博士生相比，研究生博士生都搞不出什么名堂，就更別說一個本科生了。

這時，唯獨王雪雁老師沒有這樣的成見，非常認真的傾聽了陳嵩的想法，憑借多年的實驗教學(xué)經(jīng)驗和對學(xué)校體制的了解，耐心幫陳嵩分析梳理他的規(guī)劃，使機器人小組這個念頭，從一個一腔熱忱的空想，一步步變得實際可行。從無人看好四處碰壁，到勇奪桂冠為國爭光。北京信息科技大學(xué)的足球機器人小組從建立到成長，離不開王雪雁老師嘔心瀝血的付出。

夢想，是每個人對生活的希望。王雪雁老師，這位風(fēng)風(fēng)火火、敢做敢為的女人，帶著一批又一批走進西三旗、走進北京科技信息大學(xué)的孩子們，帶著這些學(xué)生的夢想，從西三旗起飛，讓全世界的機器人愛好者們，看到了來自東方中國的智慧。

鏈接：王雪雁，女，高級實驗師，北京信息科技大學(xué)機電學(xué)院實驗教師。指導(dǎo)“water”機器人足球隊的學(xué)生參加了五屆機器人世界杯比賽，其中在2010、2011、2013年三次獲得冠軍，受到國際Robocup聯(lián)盟、中國機器人大賽競賽委員會等國內(nèi)外機器人競賽組織的高度肯定和積極評價，引起社會各界的廣泛關(guān)注。