沙漠種樹機(jī)器人、健身洗衣機(jī)……

00后“何同學(xué)們”腦洞大開

不久前，B站“頂流”UP主“老師好我叫何同學(xué)”因研發(fā)了“Airdesk”，再次出圈。出生于中國互聯(lián)網(wǎng)科技創(chuàng)新浪潮下的00后，被時代賦予了新的標(biāo)簽，了解世界的同時也在試圖去改變。

在大學(xué)校園，也有一些“何同學(xué)”們腦洞大開：就像變形金剛一般，自行車車把向下折疊后變成前輪車鎖；在書桌前學(xué)習(xí)，把“抖腿”的壞習(xí)慣變?yōu)橄匆聶C(jī)“動力”；家鄉(xiāng)風(fēng)沙太大，那就設(shè)定程序讓機(jī)器人“馱著”樹木去種植、澆水……這些00后發(fā)明者試圖把隱藏在身邊的“Bug”揪出來，融入創(chuàng)意去打造新產(chǎn)品。

直擊身邊的“痛點(diǎn)”

“原型機(jī)完成后第一次測試，黑抹布竟然洗白了，連我們自己都震驚了！”耗時19天，2003年出生的慕明星和同學(xué)們第一次把腦海中的想法一步步打磨成原型機(jī)，這讓他們興奮不已。

去年考入清華大學(xué)后，慕明星開啟了全新的校園生活。課業(yè)繁忙，回到寢室休息時間相同，“僧多粥少”的公用洗衣機(jī)成了他和同學(xué)遇到的一大難題?！叭绻约嘿I一臺迷你洗衣機(jī)放在寢室，還要面臨用電等問題。我們能不能研發(fā)一臺手動迷你洗衣機(jī)，手動操作還能健身?！?/p>

于是，慕明星和其他3名同學(xué)組成團(tuán)隊，開始設(shè)計研發(fā)“宿舍高效健身洗衣機(jī)”。做產(chǎn)品不能憑空想象。在一次班級討論會上，慕明星將他們的初始方案草圖展示后，差一點(diǎn)兒被同學(xué)提出的各種現(xiàn)實(shí)問題“摧毀”。

“初版方案設(shè)計中沒有設(shè)計外桶，傳動結(jié)構(gòu)也還是天馬行空的構(gòu)想；考慮將來的產(chǎn)品要在學(xué)生宿舍和一些欠發(fā)達(dá)地區(qū)推廣，定價不能太高，這就要求原材料的選擇上要格外注意，同時還要保證衣服能夠洗干凈”。怎么辦？慕明星告訴中青報·中青網(wǎng)記者，他一直記得老師說的“工程能力是鍛煉出來的”，“我們要去嘗試動手做出原型機(jī)，在過程中一步步解決問題”。

和慕明星一樣，清華大學(xué)大一新生丁愷睿想用“折疊車把”，來解決教學(xué)樓前停車位擁堵的“疑難雜癥”。最初討論時，他在黑板上畫出了草圖，同學(xué)提出的“折疊下來能否鎖住前輪”讓他備受啟發(fā)：兩個想法疊加，“折疊”后不僅節(jié)約了近一半空間，讓相同區(qū)域可以停放更多車輛，還帶來了新的優(yōu)勢。利用三角結(jié)構(gòu)和鎖扣設(shè)計，將折下的兩根車把改造為前輪車鎖，“就像鋼鐵俠胸前的反應(yīng)堆，希望我們的設(shè)計能讓自行車騎起來更加炫酷”。

作為交通工具，安全性應(yīng)當(dāng)被擺在首位。丁愷睿對記者說，他們已經(jīng)將安全問題在實(shí)踐中進(jìn)行了反復(fù)考量，“例如加入了車把長度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，但設(shè)計改裝結(jié)構(gòu)簡單，并不會影響剎車、調(diào)檔等基本功能”。

慕明星和丁愷睿的研究都是為了解決身邊的痛點(diǎn)，21歲的高鴻志想得更遠(yuǎn)。

在上海的百度研發(fā)中心辦公室里，高鴻志正在參與新產(chǎn)品研發(fā)。去年從東北大學(xué)秦皇島分校保研至中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，他覺得，實(shí)習(xí)機(jī)會和保研成績的取得，和他大一時決定研發(fā)沙漠植樹機(jī)器人有著密切關(guān)系。

高鴻志的家鄉(xiāng)在甘肅省古浪縣，小時候經(jīng)歷過“戶外一分鐘、身上全是沙”的沙塵天氣，也在這些年看到了家鄉(xiāng)的綠色越來越多。一次和朋友聊到沙漠種樹的困難，他萌生了新的想法：“人力種樹這么累，何不讓機(jī)器人去種？作為自動化專業(yè)的學(xué)生，我們可以用專業(yè)知識去解決?！痹诟鞲咝V泛掀起的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)浪潮下，他和來自機(jī)械工程、信息科學(xué)信息管理與信息系統(tǒng)等專業(yè)的同學(xué)組成了“沙漠治理機(jī)器人”項目初創(chuàng)團(tuán)隊，開啟了產(chǎn)品研發(fā)之路。

借助外力，在“拆”中學(xué)

基于平日的觀察，打開腦洞，“我能做些什么”之后，就是“我要怎么做”了。盡管下定決心嘗試走通研發(fā)產(chǎn)品的全流程，但如何邁出第一步，依舊是慕明星和團(tuán)隊成員們苦惱的。

“作為大一新生，專業(yè)課剛剛開始，知識結(jié)構(gòu)還停留在高中。我們想到的辦法是，拆解類似產(chǎn)品，研究其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)加以學(xué)習(xí)利用?！蹦矫餍菍τ浾哒f，他們的原型機(jī)原材料都是在網(wǎng)購平臺和二手回收平臺淘到的，“我們回收了一個不銹鋼桶作為內(nèi)桶，拆解了一個旋轉(zhuǎn)式脫水拖把，將其中的主傳動轉(zhuǎn)軸移植到了洗衣機(jī)上，用類似的原理進(jìn)行工作；在拆解其余部分時，還意外發(fā)現(xiàn)主軸固定鋼珠可起到與滾珠軸承相同的作用，大大減小阻力，讓洗衣機(jī)運(yùn)行起來不費(fèi)勁兒，等等。”

可是，“理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感”。產(chǎn)品組裝和試驗期間，他們經(jīng)歷了空載測試時桶軸意外斷裂、圖紙和實(shí)際工具無法匹配制作等窘境，最終在學(xué)校iCenter實(shí)驗室的不斷測試中找到了解決方案，“制圖、切割、電焊等新技能都學(xué)會了”。在他們看來，盡管大一剛?cè)雽W(xué)時缺乏專業(yè)知識，但“學(xué)會借助外力，不斷試錯，好的產(chǎn)品值得堅持去做”。

丁愷睿和團(tuán)隊成員也有同樣的經(jīng)歷，“我們找到了iCenter的老師，希望獲得幫助。比如，車把下方的兩個齒輪就是有經(jīng)驗的老師建議優(yōu)化的，我們通過3D打印技術(shù)補(bǔ)加了上去，結(jié)構(gòu)上也更加穩(wěn)定了”。車鎖則是從網(wǎng)上購入常規(guī)車鎖后，通過切割重組了新的車鎖。

高鴻志也坦言，和團(tuán)隊成員下決心研發(fā)沙漠治理機(jī)器人時，“專業(yè)知識還不太會，需要一邊學(xué)習(xí)一邊推進(jìn)項目”。在最初的設(shè)計中，考慮到當(dāng)?shù)胤N植條件，他們把水、營養(yǎng)劑、固體營養(yǎng)等做成樹苗保護(hù)套，提供樹苗前期生長必須的營養(yǎng)，機(jī)器人就可以背著“背簍”，伸出機(jī)械臂抓取樹苗進(jìn)行種植。

“從實(shí)際出發(fā)，機(jī)器人只負(fù)責(zé)種樹有些‘浪費(fèi)’，如果要替代人工種植，那就要滲透整個種植工作的全流程。比如讓結(jié)束種樹的機(jī)器人進(jìn)行營養(yǎng)劑補(bǔ)充，定期澆水等?！比碌臋C(jī)械結(jié)構(gòu)、全新的技術(shù)，對于一群大學(xué)本科生來說，似乎“很難快速實(shí)現(xiàn)”?！翱课覀儺?dāng)時的技術(shù)，只能讓機(jī)器人傻傻地動起來，根本達(dá)不到期望目標(biāo)。了解到飛槳平臺上匯聚了很多成熟的深度學(xué)習(xí)和開源技術(shù)，即使我們是初學(xué)者，也可以使用平臺上的開發(fā)套件，快速地把AI感知等技術(shù)加以應(yīng)用，讓我們的機(jī)器人變得更加智能”。

高鴻志告訴記者，在進(jìn)行沙漠植物識別功能設(shè)置時缺少實(shí)際數(shù)據(jù)，也沒辦法去沙漠收集。飛槳平臺工作人員幫他們聯(lián)系到了平臺上在甘肅蘭州的開發(fā)者，借助他們的數(shù)據(jù)完成了這項重要的AI識別功能。“目前，這款互聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人已經(jīng)具備種樹、養(yǎng)護(hù)、避障等功能，并有自己適配的控制系統(tǒng)、AI感知能力和云端數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)”。他們前后經(jīng)歷了很多版本的更迭，研發(fā)了跑通各項功能的小型樣機(jī)，參與各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，希望能吸納評委的建議繼續(xù)完善。目前，團(tuán)隊已從最初的4個人發(fā)展到了幾十人，高鴻志十分感慨，“為了一件我們都認(rèn)為很有意義的事情，我們一直在齊心協(xié)力地努力”。

去年下半年，他們將小型樣機(jī)等比例放大制成實(shí)際應(yīng)用的測試機(jī)，在秦皇島的沙地上開始了新階段的測試和改進(jìn)。他們的下一目標(biāo)是希望機(jī)器人結(jié)構(gòu)更加簡潔、運(yùn)行更加高效，程序上的路徑規(guī)劃更加合理。

“何同學(xué)們”期待產(chǎn)品惠及大眾

高鴻志也曾考慮過成立公司進(jìn)行商業(yè)化，但因為沙漠治理具有的公益性和特定區(qū)域性，市場需求小，很難達(dá)到盈利。借助學(xué)校創(chuàng)業(yè)孵化園的扶持，他們覺得，“目前要盡最大努力把產(chǎn)品打磨得更加完善，期待未來投入使用后能夠解決更多現(xiàn)實(shí)問題”。

慕明星也很自信地認(rèn)為，“我們準(zhǔn)備長線化進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)，賺取我們的第一桶金”。

目前，折疊車把自行車和宿舍高效健身洗衣機(jī)都在進(jìn)行外觀專利申請。丁愷睿和團(tuán)隊成員們告訴記者，雖然產(chǎn)品還需要繼續(xù)打磨細(xì)節(jié)，但他們還是希望探索將折疊車把應(yīng)用在共享單車上。慕明星認(rèn)為，“從關(guān)注到身邊的問題，到如今推出第一代原型機(jī)，盡管我們的產(chǎn)品在制造工藝上還很稚嫩，但把‘不可能’變?yōu)椤赡堋倪^程很有成就感”。第一次系上領(lǐng)帶，走上清華大學(xué)第十一屆創(chuàng)意大賽大一新生專場的決賽舞臺，慕明星覺得，這是他們的“產(chǎn)品發(fā)布會”，“我們正在打造第二代產(chǎn)品，相信未來可以不局限于學(xué)生宿舍使用，戶外、電力缺乏等場景，甚至第三世界國家的民眾都可以使用”。

中青報·中青網(wǎng)記者 孟佩佩

關(guān)鍵詞： 機(jī)器人結(jié)構(gòu) 高鴻 明星 車把 車鎖