這項天才工程師量產(chǎn)計劃，已經(jīng)執(zhí)行10年了

作者 | 周遠方 紀恒

如果把中國400多所高校的數(shù)萬名科技愛好者，投入同一個機器人大賽的工程熔爐，會煉出什么？

上海交通大學(xué)交龍戰(zhàn)隊在RoboMaster2025賽季再次奪得全國總冠軍，成就了令人矚目的“四冠王”偉業(yè)。戰(zhàn)隊設(shè)有機械、電控、視覺（算法）和運宣四個部門，來自不同院系、專業(yè)和年級的100多位學(xué)子組成。

上海交通大學(xué)RoboMaster交龍戰(zhàn)隊奪冠現(xiàn)場

自2019賽季獲得全國亞軍之后，2021、2023、2024、2025賽季接連奪得全國總冠軍，其開源報告被引用量位居各參賽隊伍之首，為新隊伍提供了寶貴的技術(shù)參考和學(xué)習(xí)資源，在RoboMaster賽事邁入10周年之際，成為群雄覬覦、底蘊深厚的傳統(tǒng)強隊。

交龍戰(zhàn)隊和他們的機器人們

交龍戰(zhàn)隊的決賽對手，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)RoboWalker戰(zhàn)隊，則是一匹令人意外的“黑馬”。RoboWalker成立于2020年，2023年方才首次參加超級對抗賽，2024年戰(zhàn)績止步于東部賽區(qū)區(qū)域賽十六強和復(fù)活賽。然而，戰(zhàn)隊今年一路過關(guān)斬將，在中部賽區(qū)區(qū)域賽決賽中戰(zhàn)勝西北工業(yè)大學(xué)WMJ戰(zhàn)隊，奪得隊史首個區(qū)域賽冠軍。最終在全國賽中獲得亞軍。

今年的三、四名，分屬賽事老牌勁旅，華南理工大學(xué)華南虎戰(zhàn)隊和東北大學(xué)TDT戰(zhàn)隊。

不止于此，闖入全國總決賽的大學(xué)隊伍共32支，近1500位青年機器人工程師，帶著他們的300多臺機器人集結(jié)于深圳。這項賽事在每年報名伊始，每年吸引全球參賽隊伍400多支、數(shù)萬名工程師爭搶參與。

這樣一座龐大的少年工程師“怪物房”，因主辦方的低調(diào)務(wù)實，尚不太為圈外更廣泛的大眾所知。

機器人賽場：

MOBA推塔+FPS

01

這是一項什么樣的比賽呢？

戰(zhàn)術(shù)層面，RoboMaster的規(guī)則可以從MOBA（多人在線策略推塔）和FPS（第一人稱射擊游戲）兩個角度來理解。

比賽的目標是摧毀對方的基地，比賽場地在復(fù)雜地形中設(shè)有前哨站和基地，雙方隊伍需要通過策略和協(xié)作來摧毀對方建筑。

比賽中的機器人被劃分為不同的兵種，如英雄機器人、工程機器人和步兵機器人等，這類似于MOBA游戲中的多種角色，每個角色都有特定的技能和定位。

擔任不同任務(wù)的機器人

比賽中的機器人通過發(fā)射物理實體彈丸進行攻擊，擊中對方機器人或建筑物時，裁判系統(tǒng)會根據(jù)彈丸造成的動能震動計算傷害。比賽的操作手通過第一人稱視角遠程操控機器人，這種視角使得比賽具有很強的沉浸感和緊張感。操作手需要在實時的戰(zhàn)場上做出快速反應(yīng)，精準地控制機器人的移動和射擊。

RoboMaster的比賽場地是一個長28米、寬15米的區(qū)域，場地中設(shè)置有各種障礙物，2025賽季的場地還增設(shè)了二級臺階、狹窄隧道等復(fù)雜地形，用于增加比賽的策略性和機器人通過性挑戰(zhàn)。

狂卷的底盤技術(shù)：

從滑環(huán)電機到“戰(zhàn)斗輪椅”

02

地面機器人的底盤技術(shù)，由此開“卷”。

滑環(huán)電機技術(shù)2018年由中國礦業(yè)大學(xué)CUBOT戰(zhàn)隊帶入RoboMaster賽場。它通過讓機器人的底盤高速旋轉(zhuǎn)，使得機器人底部的裝甲板不斷移動，從而增加對方擊中目標的難度。賽季結(jié)束之后，中國礦業(yè)大學(xué)CUBOT戰(zhàn)隊將這項技術(shù)開源，使得這項技術(shù)成為比賽主流，同時大幅提升了比賽觀賞性。

麥克納姆輪技術(shù)2019年之后成為賽場機器人底盤的主流配置之一，它能夠讓機器人實現(xiàn)全向移動，包括橫向移動、斜向移動和原地旋轉(zhuǎn)等復(fù)雜動作，極大地提高了機器人的靈活性和機動性。

采用麥克納姆輪技術(shù)的英雄機器人

輪腿構(gòu)型是近年來在RoboMaster比賽中逐漸興起的一種新型底盤技術(shù)。這種構(gòu)型結(jié)合了輪式和腿式機器人的優(yōu)點，既具備輪式機器人的高速移動能力，又擁有腿式機器人的良好越障性能。輪腿構(gòu)型的機器人在平坦地形上可以像輪式機器人一樣快速行駛，而在遇到臺階、坡道或障礙物時，又能切換到腿式模式，通過腿部的伸縮和調(diào)整來跨越、甚至跳過障礙。

在并聯(lián)輪腿加入戰(zhàn)場后不久，串聯(lián)式輪腿也加入戰(zhàn)場，即使機器人在比賽中倒下，它可以在機器人倒臥狀態(tài)下提供支撐，使其快速調(diào)整姿態(tài)并恢復(fù)行動，在瞬息萬變的賽場抓住戰(zhàn)機。

輪腿機器人正在“飛坡”

被參賽選手們廣泛關(guān)注的“輪椅機器人”，是今年殿軍東北大學(xué)TDT戰(zhàn)隊耗時5年創(chuàng)新研發(fā)的輪圈腿底盤構(gòu)型機器人。

這種構(gòu)型和結(jié)構(gòu)設(shè)計，突破了傳統(tǒng)機器人設(shè)計需要面臨的“輪式”與“足式”取舍，機器人的腿部由可變形輪圈構(gòu)成，在平坦路面時輪圈閉合實現(xiàn)高速滾動，遇到障礙則展開為仿生腿模式，通過關(guān)節(jié)電機驅(qū)動跨越溝壑或臺階。

據(jù)東北大學(xué)公開的測試數(shù)據(jù)，該機器人在復(fù)雜地形中的移動效率比純足式機器人提升300%，能耗降低40%。

東北大學(xué)研發(fā)數(shù)年的新構(gòu)型：輪圈腿步兵機器人

協(xié)同作戰(zhàn)！

超遠程火力、無人機與全自動哨兵

03

如果說底盤系統(tǒng)為提供機器人了跨越復(fù)雜地形的穿梭跳躍能力，那么要在高速運轉(zhuǎn)的底盤上進行精準快速射擊，云臺技術(shù)就是其中的關(guān)鍵。

簡單來說，云臺就像是機器人的“脖子”，能讓它的“頭”（攝像頭和發(fā)射裝置）靈活轉(zhuǎn)動，準確地對準目標。云臺控制模塊就像是云臺的“大腦”，能指揮云臺以不同的速度和方向轉(zhuǎn)動。通過遠程控制云臺，操作手得以遙控精準操作機器人，更為先進的機器人甚至可以與機器視覺系統(tǒng)和發(fā)射系統(tǒng)自動協(xié)同工作完成全自動打擊。

為了讓云臺轉(zhuǎn)動得更精準，比賽中的云臺采用了PID、LADRC等先進的控制算法。其中最常用的是PID控制算法，它通過計算誤差（目標位置和當前位置的差距），然后調(diào)整控制力度，讓云臺快速而準確地到達目標位置。

為了提高云臺的性能，參賽隊伍會不斷優(yōu)化控制參數(shù)，就像調(diào)整汽車的懸掛系統(tǒng)一樣，讓云臺在各種情況下都能保持穩(wěn)定和快速的反應(yīng)。如果云臺出現(xiàn)故障，比如抖動或者定位不準，隊伍會通過檢查傳感器和校準電機來解決問題。

工程機器人提供賽隊的經(jīng)濟命脈。賽事以多自由度機械臂搬運與三維空間投放任務(wù)，推動參賽隊研發(fā)多關(guān)節(jié)式機械臂及自定義控制器，實現(xiàn)高精度動作捕捉與位姿同步。這些技術(shù)緊貼智能制造、倉儲物流等行業(yè)對靈活搬運與精準操作的實際需求，助力機器人高效作業(yè)與人機協(xié)作落地。

參賽隊自研機械臂與自定義控制器

賽事設(shè)計的“能量機關(guān)”與動態(tài)打靶機制，要求機器人在遠距離下精準識別并命中動態(tài)目標，成為人工智能技術(shù)超越人類操作手的典型場景，也推動學(xué)生們在深度學(xué)習(xí)與強化學(xué)習(xí)等前沿視覺算法領(lǐng)域的探索。

參賽學(xué)生自研視覺識別技術(shù)

地面兵種之外，無人機機器人在今年的比賽中實現(xiàn)了顯著的輕量化和高載重設(shè)計，部分隊伍的無人機整機重量僅為12.9kg，卻能承載最大5kg的負載。

這種設(shè)計不僅提高了無人機的機動性，還增強了其在復(fù)雜任務(wù)中的實用性，使其在應(yīng)急救援和智能農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

無人機還具備了多機協(xié)同作戰(zhàn)的能力，通過先進的AI決策算法，能夠在復(fù)雜環(huán)境中自主導(dǎo)航、避障和協(xié)同完成任務(wù)。

RoboMaster賽場上的空中機器人

超遠程打擊的飛鏢系統(tǒng)在比賽中是激動人心的變量。通過視覺識別技術(shù)，飛鏢能夠?qū)崟r識別目標的位置和狀態(tài)，并根據(jù)目標的動態(tài)變化進行智能調(diào)整，在復(fù)雜的賽場環(huán)境中實現(xiàn)精準打擊。

在今年的比賽中，各隊飛鏢提高了連續(xù)命中多發(fā)的能力，顯著提高了比賽的策略性和觀賞性。

決勝千里：

一整年的工程項目管理

04

如果賽場對抗是每支隊伍技術(shù)研發(fā)層面的考驗，那么在長達一年的完整賽季中，從隊員招新開始的一系列日常管理、研發(fā)、運維、經(jīng)營等工作，就是對參賽隊伍的戰(zhàn)略決策比拼。

在隊員招新與團隊組建方面，每年9月初，以上海交通大學(xué)為例，會進行招新活動，吸引50人到100人左右的團隊成員。招新過程中需要考慮隊員的技術(shù)背景、興趣愛好、團隊協(xié)作能力等多方面因素，以確保招募到合適的人才。團隊成員來自不同專業(yè)背景，涵蓋機械、電子、算法、運營等多個領(lǐng)域。需要根據(jù)隊員的專業(yè)特長和興趣進行合理分工，如機械組負責(zé)機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計，電控組負責(zé)電子設(shè)備的開發(fā)與調(diào)試，算法組負責(zé)機器人的智能控制算法等，同時還要有專門的運營組負責(zé)賽事的宣傳、資金籌集等工作。

上海交通大學(xué)交龍戰(zhàn)隊緊鑼密鼓備賽

在技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新方面，賽季開始時，需要對整個機器人的研發(fā)項目進行規(guī)劃，包括確定機器人的設(shè)計目標、功能需求等。同時，要進行前瞻性技術(shù)調(diào)研，將最新的技術(shù)應(yīng)用到機器人設(shè)計中，如輪腿結(jié)構(gòu)、機械臂技術(shù)等，以提升機器人在比賽中的競爭力。

在研發(fā)過程中，會遇到各種技術(shù)難題，如英雄機器人和飛鏢系統(tǒng)的射擊精準性提高、步兵機器人的越障能力、哨兵機器人的人工智能全自動算法等，需要組織團隊成員進行集中攻關(guān)，通過課本中找不到的方式，以實驗、分析等方法找到問題的解決方案，平衡技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高機器人的綜合性能和。

在賽事準備與運營方面，按照規(guī)劃完成機器人的制造后，需要進行嚴格的測試，包括功能測試、性能測試、穩(wěn)定性測試等，確保機器人在比賽中的可靠性和有效性。同時，要根據(jù)測試結(jié)果對機器人進行優(yōu)化和調(diào)整。根據(jù)團隊機器人的特點和優(yōu)勢，制定相應(yīng)的比賽策略，如進攻策略、防守策略等。策略的制定需要考慮對手的情況，做到揚長避短，以提高比賽的勝率。賽事的運營需要一定的資金支持，包括機器人的制造成本、隊員的培訓(xùn)費用等。需要合理規(guī)劃和管理資金，確保賽事的順利進行。同時，要充分利用各種資源，如學(xué)校的實驗室、企業(yè)的贊助等，為團隊的發(fā)展提供保障。

在團隊協(xié)作與傳承方面，團隊成員來自不同的專業(yè)背景，需要建立良好的溝通機制，確保各部門之間能夠高效協(xié)作。在項目推進過程中，要定期召開會議，及時解決出現(xiàn)的問題，保證項目的順利進行。老隊員要將自己在機器人設(shè)計、比賽經(jīng)驗等方面的知識傳授給新隊員，幫助新隊員快速成長。同時，要注重培養(yǎng)隊員的創(chuàng)新能力和實踐能力，為團隊的長遠發(fā)展儲備人才。

科工力量主播王冬曉擔任半決賽解說嘉賓

厚積薄發(fā)，

“怪物房”的十年磨礪之后

05

10年來，RoboMaster大賽每年結(jié)合全球科技領(lǐng)域的前沿?zé)狳c與行業(yè)所面臨的技術(shù)難點迭代競技規(guī)則，引導(dǎo)學(xué)生將技術(shù)與社會行業(yè)發(fā)展相結(jié)合，有效推動了中國機器人技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。

從RoboMaster比賽走出的創(chuàng)業(yè)人數(shù)累計突破1000人，孵化近100家企業(yè)。目前機器人領(lǐng)域的一些明星企業(yè)：墨現(xiàn)科技、達秒科技、森之高科、遇來科技、ARX-方舟無限、簡從科技、無穹創(chuàng)新、留行科技、邦邦機器人、邊緣創(chuàng)智等企業(yè)的創(chuàng)始人或CTO都出自RoboMaster機甲大師賽的參賽選手。

近50%學(xué)生以賽事技術(shù)為起點，入職大疆等知名科技企業(yè)，以及中國工程院、中國航天研究院、中國廣核集團、中國工程物理研究院、中國機械總院等國家級科研部門及單位。

從RoboMaster賽事中走出的“天才”工程師們

哈爾濱工業(yè)大學(xué)2020賽季的副隊長馮宸在比賽期間發(fā)表兩篇專利《一種面向機器人移動的復(fù)雜軌道可拆卸抱軌運行裝置》、《一種面向機器人移動的復(fù)雜軌道可拆卸抱軌運行裝置》。目前在香港科技大學(xué)攻讀博士學(xué)位，師從沈劭劼教授，主要研究方向為空中機器人、移動機器人、運動規(guī)劃與預(yù)測、自主三維重建/覆蓋/探索/巡檢，場景感知與預(yù)測等。在機器人領(lǐng)域頂級期刊和會議上多次發(fā)表論文并擔任審稿人，包括TRO、RAL、ICRA、IROS等，并在2024ICRA中榮獲最佳無人機論文提名獎。

東北林業(yè)大學(xué)2017年、2018年參賽選手賴健偉，于2024年9月取得博士學(xué)位，目前為東南大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院至善博士后。他研制的系列化康復(fù)機器人產(chǎn)品，獲首批國家自然科學(xué)基金青年學(xué)生項目（博士生）資助，以第一作者發(fā)表IEEET-Mech、IEEET-NSRE、T-MRB等高影響力論文5篇，授權(quán)發(fā)明專利10項，獲日內(nèi)瓦國際發(fā)明展2023金獎、2022銀獎以及2023年世界機器人大賽十大技術(shù)創(chuàng)新成果、2023人工智能應(yīng)用場景挑戰(zhàn)賽特等獎等。

參賽隊員通過賽事的實踐，每年提交申請硬件、軟件、外觀等國家專利超千項，其中不乏如“挑戰(zhàn)杯”等重點科技獎項。以2017、2018大賽衛(wèi)冕冠軍華南理工大學(xué)參賽隊為例，總計申請379項國家專利，?前發(fā)明授權(quán)39項，實?新型授權(quán)232項，EI、SCI收錄??平科技論?7篇，孵化出12家創(chuàng)業(yè)公司。

目前已有300+所高校開設(shè)相關(guān)實驗室進行學(xué)習(xí)實踐，20余項教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革實踐方案，10余項實踐條件和實踐基地建設(shè)。

尾聲與期待：

中國少年工程師的日拱一卒與野生生命力

06

在賽后采訪中，上海交通大學(xué)交龍戰(zhàn)隊隊員孫洪稷認為，認真鉆研每一個細節(jié)，這是工程師應(yīng)具備的精神。雖然他們的技術(shù)目前更針對賽場，但在研發(fā)過程中獲得的技術(shù)研發(fā)能力是未來在行業(yè)中作出貢獻的關(guān)鍵。

隊長張佳昊表示，交龍戰(zhàn)隊獲得四連冠最重要的原因，是他們口號中所表達的精神——“日拱一卒，功不唐捐”，決賽中，戰(zhàn)隊車組的穩(wěn)定性都經(jīng)受住了考驗，雖然這次只帶了兩臺步兵車，并沒有備用，但兩臺車到最后完賽都沒有出過問題。新技術(shù)的運用固然會帶來額外的優(yōu)勢和變量，但在長周期和復(fù)雜多變的比賽過程中，能否最大程度保持穩(wěn)定性，平衡好新技術(shù)和穩(wěn)定性的關(guān)系，在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上創(chuàng)新，是戰(zhàn)隊持續(xù)保持良好狀態(tài)的關(guān)鍵。

賽后，他們后續(xù)也會認真組織復(fù)盤和寫文檔，把歷次比賽的經(jīng)驗和技術(shù)最大程度傳承給后續(xù)的新隊員。

賽后采訪現(xiàn)場

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)RoboWalker戰(zhàn)隊隊長施偉澤表示，戰(zhàn)隊以黑馬之姿殺入決賽，已經(jīng)大大超越了賽前制定的目標，取得好成績的秘訣，在于對機器人的熱愛，最大的收獲，則是書本上沒有的工程實踐、項目管理和團隊協(xié)作經(jīng)驗。前隊長谷俊馳今年負責(zé)兩臺步兵機器人，他希望自己朝夕相處的機器人，賽后能夠被保留下來，但不希望它們再次上場，因為戰(zhàn)隊技術(shù)需要快速迭代。

今年決賽前夕的上海WAIC（世界人工智能大會）期間，觀察者直播間邀請到了RoboMaster上海交通大學(xué)交龍戰(zhàn)隊2023年隊長馮臨溪，以及電控組組員、運營組組長洪戴維共同暢聊RoboMaster比賽帶來的“酷少年、酷中國”景象。

馮臨溪在直播中談到，Robomaster比賽鍛煉的工程思維是獨一無二的。比如英雄機器人的吊射功能，需要解決發(fā)射機構(gòu)的精度問題、彈道落點的散布問題等，這些問題在課本上是很難學(xué)到的。在項目管理和規(guī)劃方面，在長達一整年的賽程中，需要合理安排人力和技術(shù)資源，把合適的人放在合適的位置上，去攻克關(guān)鍵技術(shù)問題。這種項目管理的經(jīng)驗，對未來的職業(yè)發(fā)展也是非常有幫助的。

在采訪中，不止一位產(chǎn)業(yè)人士對我們提到RoboMaster隊員們身上的“生命力”：他們堅信可以通過動手實踐和工程來解決實際問題。這些同學(xué)的逆商非常高，非常有韌性。在解決問題時，他們會想盡千方百計，熬夜加班也要把問題解決。除了追求工程思維，他們還發(fā)展出更復(fù)合的素質(zhì)，比如目標驅(qū)動、好奇心、凝聚周邊優(yōu)秀人才、動手實踐，以及全身心投入。

目前，很多企業(yè)都非常看重從RoboMaster比賽中走出來的選手，這種認可其實已經(jīng)超越了傳統(tǒng)的成績評價體系，而是落在一些更深層次的共鳴上。

下個10年，不妨看看，他們能改變什么。

Robomaster青年工程師群像

>End

本文轉(zhuǎn)載自“科工力量”，原標題《這項天才工程師量產(chǎn)計劃，已經(jīng)執(zhí)行10年了》。

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