机器人世界杯金牌教练(带队两夺机器人世界杯冠军 金牌教练是如何养成的)

上游新闻·重庆晚报慢新闻记者 彭光瑞/文 任君/图

“人工智能会毁灭地球吗?”

“学习机器人需要成绩很好吗?”

“如果有一天,什么事都让机器人做了,人类会退化吗?”

……

8月18日下午,重庆高新区青少年成长素质中心的场馆里,上百名少年情绪高涨,一个接一个稚气又天马行空的问题从孩子们的嘴里,一股脑地抛给台上身材微胖的青年,气氛像极了一场明星的“粉丝见面会”。

从某种意义上说,青年的确是孩子们的“偶像”。他叫孙宇新,9年时间里,他带着中学机器人团队,先后2次夺得世界冠军。最近的一次是今年在悉尼举行的2019 Robocup机器人世界杯机器人表演项目团队赛冠军。而台下的少年,则是在家长陪伴下,通过青年成长素质中心牵线搭桥与名师见面的中小学生。

问及夺冠,孙宇新轻松地调侃起来:“一句话:比国足拿世界杯早了20年!很爽。”

机器人世界杯金牌教练(带队两夺机器人世界杯冠军 金牌教练是如何养成的)

孙宇新正在给孩子们上课

夺冠

达芬奇“睡眠法”的功劳

机器人世界杯是什么,怎么比?要想进入孙宇新的世界,这是要搞清楚的第一个问题。

机器人世界杯是世界上最有影响力的大、中学生机器人比赛项目之一,分为五个大项目,十余个小项目,并按照学生申报水平分为入门组和高阶组。每年都会吸引来自全球的600多支顶尖大、中学生队伍参赛。

“它不是‘铁甲雄心’(热门综艺节目)中的机器人对决,但技术含量却丝毫不低。”孙宇新说,“铁甲雄心”中的机甲都是人工遥控,但他们制作的机器人,却全部依靠AI自己运动。相当于机器人上场后,就与制作者没有什么关系了。

并且,比赛要求机器人的全部结构、电子与控制系统都使用开源器件或自制,禁止使用套装器材。也就是说,小到每一个螺丝钉,都是由学生自己设计而成。同时,机器人世界杯获奖率极低,仅有前三甲和部分突出表现的队伍会获得奖项,因此该比赛难度大,入门门槛高,只有在每个国家和地区预选赛中夺得冠军才有资格参赛。

而孙宇新带队参加的,便是其中的Onstage项目(机器人舞台表演项目)Advanced(高阶)组。这是该项目要求最高的组别,亦代表了全球青少年在机器人舞台展示技术中的最高水平。

“了解了比赛,就知道夺冠有多难。”孙宇新说,自己团队中的主力,都是今年高一高二的学生,从初中直到现在,他们参加过很多次比赛,但一直未能在世界杯上如愿夺冠。这一次,是他们中学最后一次参赛的机会,如果无法取得好成绩,便要遗憾收场了。

谁知,比赛一开始,他们就遇到了接连发生的意外和难题。在个人赛中,队员们接二连三地出现失误,均未获得好成绩。进入团体赛后,他们设计的机器人又连续发生故障,无法完成设计的动作,如果比赛时再出现状况,他们的努力就真的付之东流了。

不行,设计方案有问题,要重新来过!孙宇新和队员们下定了决心。“当时,离正式比赛只有一晚上的时间。”孙宇新说,他们要重新讨论方案,再重新设计、制作、尝试,这是一个浩大的工程。但队员们没有放弃,立即着手进行改装。

时间紧,人手少。当天晚上,队员们都拼了,每个人都做好了通宵达旦的准备。为了保持活力,学生们主动制定了“达芬奇轮换睡眠法”,也就是保持有1个人休息,为期15分钟,下一个休息的队员叫醒上一个休息的队员,休息完毕后立即投入改装工作当中。

凌晨5点,所有改装终于完成,队员们不敢睡觉,早早地就前往赛场进行备战。功夫不负有心人,在第二天的比赛中,他们以微弱的优势,获得了团体赛的冠军。

机器人世界杯金牌教练(带队两夺机器人世界杯冠军 金牌教练是如何养成的)

孙宇新老师带队参加2019全国青少年机器人竞赛并获得冠军

逆袭

机器人选手与“学渣”

“你这传输速度有点慢,可以改装一下。”

采访中,孙宇新向慢新闻记者提供了几段比赛期间的视频,但在拷贝过程中,我们却冷不丁地遭到了他的“嘲讽”。原因是摄影记者读卡器的传输速率,达不到USB3.0的标准。这个细节让孙宇新开始用一口东北腔给我们科普改装U盘、移动硬盘的课程,听得记者一阵发晕。

也许是意识到“技术宅”的毛病,孙宇新尴尬地一笑,讲起了自己的故事:“学生时期,我就和机器人结缘了。”

孙宇新今年刚30岁,但参与机器人比赛却已有15年历史。他的老家在东北大庆,就读于大庆一中。2004年,孙宇新15岁读高一时,全国开始举办青少年机器人大赛,孙宇新所在的大庆一中决定组队参赛,但学校之前并没有类似的培训,也没有队员。

于是,老师们把全校上百名有一些计算机编程基础的同学拉进电脑室,告诉大家有一款机器人仿真模拟软件,可以在上面编程,模拟制作机器人。

“当时老师并没有提选拔什么的。”孙宇新说,大部分同学进入机房后,都开始自己玩自己的。他却认真的用软件模拟编程,很快便做出了一个简单的机器人程序。于是,老师便将他和其他几位做出程序的同学一起,招进了学校的代表队中。

“那时的比赛,主要是机器人足球、机器人灭火和机器人扫雷。”孙宇新介绍,机器人足球是让双方机器人自主控制踢球,推入对方球门多的获胜,在机器人世界杯上,这也是主要的项目之一;而机器人灭火,则是让机器人自己寻路,扑灭迷宫当中的蜡烛;机器人扫雷则是让机器人自主搜索场地里的磁铁小方块,然后把旗子放上去。

在培训一年之后,他参加了“广茂达杯”机器人大赛(该赛事至今存在,改名为能力风暴杯),在扫雷项目上获得了冠军。随后,他又参加了多次机器人足球项目的比赛,不过却铩羽而归。

提及这段经历,孙宇新至今仍愤愤不平:“当时的赛制不完善,不限制机器人的功率,比赛时我的机器人电压是7.2伏,对手的电压却达到了36伏,力量是我的9倍,这怎么打?”

由于把大量的精力都放在了机器人制作上,孙宇新的学习成绩一落千丈。在高二下期的摸底考试中,他竟只考了300多分的历史最低成绩,成了名副其实的学渣。

“说实话,我不慌。”孙宇新说,在参加各种机器人比赛期间,他经常熬夜赶工,更别提复习、预习功课,成绩自然要下滑。但他觉得,自己在其中学到了很好的分析问题、解决问题的能力,要把成绩抓起来。不难。

高三开学,孙宇新开始拼命补自己遗落的课程,一年时间,他竟真的把功课重新抓了起来。当年高考,他获得了587分的成绩,但是因为填报志愿的失误,被补录至哈尔滨师范大学。

“我以为自己能考得更好,所以志愿填得很高。”

孙宇新说,这是自己一辈子的遗憾。但若不是这样,他也成不了冠军队的教练。

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孙宇新带队参加2019Robocup Junior Onstage比赛获得联队冠军和个人最佳技术奖

缘分

金牌教练的诞生

“刚来重庆时,感觉被骗了!”

2010年,孙宇新大学毕业,和其他应届毕业生一样,找一份养家糊口的工作是摆在他面前最迫切的事情。在网上投了多份简历,但都杳无音讯。就在这时,他接到了重庆8中的电话,让他过来试一试,因为大学专业是物理通用技术,所以他获得的职位是电教老师。

买了一张火车票,坐了3天3夜的火车,孙宇新从东北跑到了西南。走进8中,看到老旧狭小的校区,他不禁大失所望。

“那时根本不知道8中在重庆这么牛,还以为到了一所野鸡中学。”孙宇新说,抱着既来之则安之的心态,他决定留下来。也许是看他千里迢迢地到重庆,学校也认可并聘任了他。但起初,这一切都和机器人没有任何关系。

2011年,学校需要一名机器人老师,见他的简历上有参加机器人比赛的经历,同时专业也对口。于是,孙宇新便开始了他的教练之路。2011年,孙宇新第一次带队参加机器人世界杯机器人足球项目,当年便夺得了团体冠军。

孙新宇津津有味地讲起了这段经历。他说,当时比赛中采用了比较特殊的循环赛制:在前3天的循环赛中,组委会将比赛的队伍分成若干小组,当某个队击败对手时,除了本队获得个人积分外,与其一组的所有队伍都将获得团队积分。最后一天按照个人积分和团队积分排名,选出12只队伍组成4个联队进行3局2胜的淘汰赛。

因此,参赛队除了完成自己的比赛外,与队友交流并通过改变对阵顺序以获得更高的团队积分很重要。在这个赛制下,大多数小组都采用“田忌赛马”的战略,保证小组的队伍能尽可能多的获得团队积分。

但当时的比赛中,中国的代表队意外地输了两场,积分突然落后。第二天的比赛中,他们将对阵当时最强的伊朗队。若按照“田忌赛马”的方式,积分可能刚好出线,但对阵形式不容乐观。

在和同组的队伍商量后,孙宇新决定采用“硬刚”的战术,直接对战强队。虽然有些风险,但一旦成功,淘汰赛时队伍将处在极为有利的形式中。“对战伊朗,连胜两场。”孙宇新说,也许是这一次“硬刚”打出了气势,在随后的比赛中,他们一路过关斩将,最终获得了团体赛冠军。

“第一次夺冠后,我经历了漫长的等待。”第一次带队便夺得世界冠军,这让孙宇新一下有了小名气。但随后几年的比赛,他和队员们却无数次与冠军失之交臂,成了季军专业户。

2016年,机器人世界杯机器人表演项目改变赛制,放弃了之前以美观为主的评分标准,改为以展现技术为主要目的。这让孙宇新有些动心:“这样的赛制更为公平,更可能有所斩获。”

当年,他带领团队转投机器人表演项目,2017、2018年连续两年获得国内冠军、机器人世界杯团体赛季军。今年,他和团队终于打破魔咒,问鼎团体赛冠军。

机器人世界杯金牌教练(带队两夺机器人世界杯冠军 金牌教练是如何养成的)

孙宇新给孩子们介绍机器人比赛知识

“学习机器人,不一定需要理化成绩特别突出,我们更多用到的是基础知识,培养的是动手能力!”

“人工智能是人类技术的又一次进步,这和内燃机、蒸汽机是一个道理,解放出来的劳动力,将会去做更重要的事情”

……

见面会上,孙宇新自信地回答着学生以及家长们的提问。作为中学生机器人制作的导师、教练。他感慨,他从这些学生和家长眼中看到的是机器人项目的未来。