水下，类似虾子、蝠鲼的仿生机器人正在上浮深浅；陆地上，快递小车比试谁跑得快投递得准；天空中，无人机正躲避障碍抵达目标地点。8月16日至20日，来自高校、科研院所、国家重点实验室和民用相关领域行业领先企业的80余支队伍齐聚南京理工大学江阴校区，参加由南京理工大学、中国航天科工集团有限公司等高校和企业联合主办的第三届智能无人系统应用挑战赛。
挑战赛以“无人自主 勇争先锋”为主题，聚焦实际应用场景中的难点重点问题，设有自主赛道、算法赛道、基础赛道、表演赛道4大赛道，包含快递速达、飞行避障、协同追踪、空地协同、无人车避障、无人车竞速6个竞赛科目和1个水面水下表演科目，考察设置与无人系统“海陆空”实际应用充分契合。经过激烈角逐，来自黑龙江科技大学、西北工业大学、北京理工大学、南京理工大学等高校的团队获得特等奖。
眼神好够灵活跑得快 机器人很潮
水面水下表演赛道是本届大赛的新增赛道。刚进入水下项目的比赛现场，一条正在水中自由“舞动”的“魔鬼鱼”（学名：蝠鲼）吸引了记者的注意。只见它全身黑色，煽动者两鳍，柔软的尾巴随波而动，在水中自由地转圈、浮沉。
“这款机器人以蝠鲼生物为原型，采用基于模糊cpg的控制算法实现仿生运动。它的眼睛就是摄像头，体内藏有定位系统和测绘、传感系统。两侧的鱼鳍和尾巴都是硅胶制作的，防水性能较好。此次带来参加比赛的是我们团队中最小的机器人，可在扑动推进模式下连续工作5小时，最大转弯速度为70°/s，既可以扑动前游与倒游、快速俯仰、滑翔前游、滑扑，还可以零半径转弯，能够在狭小区域工作及紧急情况快速响应。”西北工业大学航海勇毅号魔鬼鱼团队的李申介绍。这款机器人的仿生相似度高达90%，足以让水底动物将其认作同类，从而做到近距离无干扰生物观测。
“未来，这款机器人将开展海底地形或者资源勘探等多种水底信息采集工作，在长江等水域也能游刃有余。目前，团队已经在我国西沙群岛附近展开科考和珊瑚礁生态系统的监测试验。”团队成员武世源告诉记者。
除了水里游的，还有地上跑的无人快递小车。南京理工大学团队带来的一款无人快递小车就兼具速度与准确性，来自南京理工大学自动化学院的研究生刘冬智介绍，他们的参赛机器人安装了新一代雷达系统，通过距离探测定位、路径规划可实现自动避障碍、自主导航。相比现在已经在部分校园使用的无人快递车，更加快速和精准。
分层次竞赛 更锻炼学生综合能力
无人系统作为人工智能重要应用领域，随着科技和产业迅速发展，展现出巨大的社会应用价值和发展潜力，呈现出爆发式增长态势。通过这项比赛，如何更有针对性锻炼参赛选手的综合能力？
“在比赛中我们特意设置了4个赛道，这些赛道的难度按照梯度设置。”智能无人系统应用挑战赛组委会秘书长王一琳表示。
不仅如此，单项赛事也通过不同的场景设置，考察参赛选手的算法、工程机械、团队合作等综合能力。“以快递速达项目为例。主要是考核无人车对应设计的应用场景当中的执行能力。在比赛中，我们共设置了8个不同的场景，包括动态障碍物避障、红绿灯识别、行人动态障碍物的避障等，需要学生通力配合，搭建机器人的本体，实现它控制算法的编写。”快递速达项目副裁判长、南京理工大学自动化学院副教授单梁告诉记者，在整个比赛过程中，对参赛选手相应的结构、计算机、编程能力都有相应的考核，希望以赛促学、以赛促教。
飞行避障项目主要比拼的是无人飞行器复杂障碍物条件下的精准环境感知和路径规划。需要全自主完成场地中穿越圆柱、隧道、迷宫、固定圆环、移动圆环等任务。“这就需要参赛团队运用最新的图像处理的算法包括动态机器人建图的算法等，同时，我们也发现，有几支参赛队伍已经运用新型雷达，实现了较好的避障。”西北工业大学无人机系统技术研究院带队老师张通透露，因为飞行器的特殊性，在平时训练的过程中，团队曾经发生过一些小插曲，“我们一般在渭河边训练，一次飞行器出现故障掉落，同学们找了几天都没有找到。虽然有难度，但对同学们也是一次挫折教育，很好地锻炼了他们的团队协作能力。”
让创新应用开出更多产业之花
这个暑假，多项大学生挑战赛事在江苏高校举办。每一次比赛都是一次创新应用和面向未来产业应用的一次实践。参赛选手们也通过比赛的准备阶段锻炼了自己的实战与实践能力。
“我们希望通过本次大赛，为智能无人系统研究领域展示更多的新进展、新成果、新应用，并通过竞赛方式发掘一批智能无人系统领域的创新型、应用型、技能型人才，凝聚更多的研究力量，进一步促进智能无人系统领域的交流与合作。”王一琳指出，从2021年首届智能无人系统应用挑战赛以来，很多高校的学生团队都取得了很好的成绩。学生处在走向社会的阶段，通过这样一个比赛，他们能获得从实验室走向现实的实际应用的这样一个机会。为了让学生的研究成果更好地直通企业，也让企业有更多选择人才的途径，比赛通过邀请院士、企业的代表等。在现场，就可能有同学能得到企业offer。
此外，本次比赛的仿真模拟完全在我国自主研发的国产操作平台运行，在开发和设计中，也增强了同学们对于国产平台的了解，有助于未来我国相关企业突破“卡脖子”技术。
新华日报·交汇点记者 叶真 实习生 陈兴民
上观号作者：交汇点