沙漠種樹機器人、健身洗衣機 00后“何同學們”腦洞大開

不久前，B站“頂流”UP主“老師好我叫何同學”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簽，了解世界的同時也在試圖去改變。

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在大學校園，也有一些“何同學”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；在書桌前學習，把“抖腿”的壞習慣變?yōu)橄匆聶C“動力”；家鄉(xiāng)風沙太大，那就設定程序讓機器人“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”

“原型機完成后第一次測試，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們第一次把腦海中的想法一步步打磨成原型機，這讓他們興奮不已。

去年考入清華大學后，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”的公用洗衣機成了他和同學遇到的一大難題。“如果自己買一臺迷你洗衣機放在寢室，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，手動操作還能健身。”

于是，慕明星和其他3名同學組成團隊，開始設計研發(fā)“宿舍高效健身洗衣機”。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，差一點兒被同學提出的各種現(xiàn)實問題“摧毀”。

“初版方案設計中沒有設計外桶，傳動結(jié)構(gòu)也還是天馬行空的構(gòu)想；考慮將來的產(chǎn)品要在學生宿舍和一些欠發(fā)達地區(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，在過程中一步步解決問題”。

和慕明星一樣，清華大學大一新生丁愷睿想用“折疊車把”，來解決教學樓前停車位擁堵的“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堆，希望我們的設計能讓自行車騎起來更加炫酷”。

作為交通工具，安全性應當被擺在首位。丁愷睿對記者說，他們已經(jīng)將安全問題在實踐中進行了反復考量，“例如加入了車把長度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，但設計改裝結(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，21歲的高鴻志想得更遠。

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)。去年從東北大學秦皇島分校保研至中國科學技術大學，他覺得，實習機會和保研成績的取得，和他大一時決定研發(fā)沙漠植樹機器人有著密切關系。

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，何不讓機器人去種？作為自動化專業(yè)的學生，我們可以用專業(yè)知識去解決。”在各高校廣泛掀起的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)浪潮下，他和來自機械工程、信息科學信息管理與信息系統(tǒng)等專業(yè)的同學組成了“沙漠治理機器人”項目初創(chuàng)團隊，開啟了產(chǎn)品研發(fā)之路。

借助外力，在“拆”中學

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)加以學習利用。”慕明星對記者說，他們的原型機原材料都是在網(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)軸移植到了洗衣機上，用類似的原理進行工作；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，讓洗衣機運行起來不費勁兒，等等。”

可是，“理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感”。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、圖紙和實際工具無法匹配制作等窘境，最終在學校iCenter實驗室的不斷測試中找到了解決方案，“制圖、切割、電焊等新技能都學會了”。在他們看來，盡管大一剛?cè)雽W時缺乏專業(yè)知識，但“學會借助外力，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打印技術補加了上去，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，和團隊成員下決心研發(fā)沙漠治理機器人時，“專業(yè)知識還不太會，需要一邊學習一邊推進項目”。在最初的設計中，考慮到當?shù)胤N植條件，他們把水、營養(yǎng)劑、固體營養(yǎng)等做成樹苗保護套，提供樹苗前期生長必須的營養(yǎng)，機器人就可以背著“背簍”，伸出機械臂抓取樹苗進行種植。

“從實際出發(fā)，機器人只負責種樹有些‘浪費’，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)束種樹的機器人進行營養(yǎng)劑補充，定期澆水等。”全新的機械結(jié)構(gòu)、全新的技術，對于一群大學本科生來說，似乎“很難快速實現(xiàn)”。“靠我們當時的技術，只能讓機器人傻傻地動起來，根本達不到期望目標。了解到飛槳平臺上匯聚了很多成熟的深度學習和開源技術，即使我們是初學者，也可以使用平臺上的開發(fā)套件，快速地把AI感知等技術加以應用，讓我們的機器人變得更加智能”。

高鴻志告訴記者，在進行沙漠植物識別功能設置時缺少實際數(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)機器人已經(jīng)具備種樹、養(yǎng)護、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，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，他們將小型樣機等比例放大制成實際應用的測試機，在秦皇島的沙地上開始了新階段的測試和改進。他們的下一目標是希望機器人結(jié)構(gòu)更加簡潔、運行更加高效，程序上的路徑規(guī)劃更加合理。

“何同學們”期待產(chǎn)品惠及大眾

高鴻志也曾考慮過成立公司進行商業(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，很難達到盈利。借助學校創(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)實問題”。

慕明星也很自信地認為，“我們準備長線化進行產(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都在進行外觀專利申請。丁愷睿和團隊成員們告訴記者，雖然產(chǎn)品還需要繼續(xù)打磨細節(jié)，但他們還是希望探索將折疊車把應用在共享單車上。慕明星認為，“從關注到身邊的問題，到如今推出第一代原型機，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”。第一次系上領帶，走上清華大學第十一屆創(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 來源：中國青年報

2022年01月25日 07 版

關鍵詞： 視點·觀察 沙漠種樹機器人、健身洗衣機 00后“何同學們