和“福牛”一起过中秋:中国民航大学机器人所所长高庆吉校友
时间:2008-9-21 10:16:13   阅读:   标签: 机器人 高庆吉

    科技日报>>>前沿人物 2008-09-17(高博)报道: 

    中秋这天,“福牛”机器人在首都国际机场“加班”,接待T3航站楼的过往旅客。它的研制者高庆吉教授也在机场看护,因而无法在天津的家里过节。设计“福娃”和“福牛”机器人,占用了高庆吉及其同事的许多节假日,他们已习以为常——“节日工作好,没人打扰。” 
    看到自家设计的机器人吸引了众多游客,高教授很是欣慰。这位微笑时鱼尾纹细长,衣装整洁的教授,讲话平稳、有耐心。制造机器人是艰难繁复的,他却乐在其中,因为机器人能带给他成就感。 

  学了十六年计算机 

  1984年,佳木斯农村学生高庆吉来到武汉水利电力学院。他上的是电子系,像许多电子系新生一样,他憧憬着能做出有趣的电子作品。进校后不久,电子系改为计算机系。那个时候,高庆吉对计算机了解甚少,对机器人也仅闻其名而已。他和同学们兴致勃勃,数据结构课上他好奇于“冒泡排序算法”;平日借来别人不用的机时,好在资源分配紧张的机房里多待一阵。他一直保持着对电子的兴趣,模拟电子和数字电路两门课他最为用心。 

  毕业时,高庆吉分配到东北电力学院当教师。一进校,他就来到仿真实验室工作。这个实验室研究的是火电厂的自动控制。从此时开始,他成了一名“实干家”。无论是火电自动化,还是后来的研制机器人,都是那种须看实效,不能空谈理论如何先进的工作。 

  在东北电力学院一干就是十几年,经历的一个个项目让高庆吉在自动控制方面越发成熟。也为之后他转行制造机器人打下了基础。2000年,高庆吉结束了手头上的工作,来到哈工大读博士。 

  机器人事业从足球开始 

  进校后,他被导师挑去负责足球机器人项目。足球机器人比赛那时刚刚兴起,这种比赛可以全面测试一所大学的机器人水平,所以越来越被理工院校看重。之所以让高庆吉挑头,是因为他是大龄博士生,做过实际工作。而高庆吉的表现的确也没有令人失望。 

  他参加的第一次国际比赛是在北京科技馆进行的。那时国内还没有自行研制的全自主足球机器人,只能从韩国一家公司购买。买来以后,高庆吉得编写它的软件。他发现,这个机器人有一个缺陷——加速跑时(这是射门的重要方式),左右两个轮子的速度会不一样,导致机器人走歪。不论这错误是故意,还是疏忽,都将导致哈工大在比赛中失利。 

  高庆吉不得不修改它的底层核心代码,改变它的运动方式。时间只有一个月,参加比赛前终于改完了。高庆吉自信代码比原来的要好。果然最终哈工大赢了。高庆吉改装的机器人,恰好是韩国队里一位博士设计的,赛后他们成了好朋友。 

  之后连着两届,高庆吉得带着一支团队制作机器人。足球机器人比赛,功夫全在场外。比赛一开始,人完全不能干预。机器人必须自己去看,自己想,自己动。让场上“运动员”更灵活聪明,得依靠种种精巧的构思。无论是机器人的视觉系统,还是移动系统,都要想法改进,才能胜出。反复试错对工程十分必要,在机器人这一交叉学科里更是习以为常。“架构很重要。如果架构不对,就得重新来。” 

  高庆吉和同学们往往在比赛前夜还在修改代码,有针对性地遏制对手。这份精心让他们三夺世界冠军,一时称雄国内外“足坛”。高庆吉所在机器人足球队,不仅为哈工大带来了荣誉,而且给他本人增添了研制机器人的丰富经验。 

  奥运服务机器人讲的是和谐 

  足球机器人花了高庆吉三年时间,为了博士毕业,他不得不退出并专心写论文。2006年,高庆吉拿到了博士学位,并来到中国民航大学创建了机器人所。之所以离开电力系统,转投民航系统,一大原因是中国民航大学正好有足够资源供他研究机器人。 

  2006年,民航系统给了高庆吉一个机会——研制在首都机场服务的奥运机器人。经过一年的论证和概念设计,2007年高庆吉和所带的团队开始了福娃机器人的制作。曾经有领导表示过疑虑,能不能做好?这可不仅仅代表学校啊。如今这些机器人的表现已经证明,它们达到了当今的最高水平。 

  福娃机器人和足球机器人比起来,哪一个更难?“感觉不一样,足球机器人强调对抗和策略,奥运服务机器人是在公共场所工作,讲的是和谐。”不仅要考虑设计问题,还得考虑使用方面的周全。奥运机器人它也可以走路,甚至会跳舞,但得有人守在旁边,以防万一撞着一些不经心的旅客。它一般会站立在固定的地方,接受旅客的询问。 

  原本的设计,针对的是刚来北京奥运包机乘客,不过到机场实用时,机器人“过招”的不仅仅是包机乘客,还有普通乘客,有些时间充裕的人,和机器人一交流就是一个小时,甚至有造机器人的专家来观摩。让所有人都满意,是件困难的事,不过高庆吉基本上做到了。 

  做机器人得不怕麻烦 

  高庆吉说:“做机器人需要知识面广。”而他自己就符合这一特点。他不仅懂计算机和自动控制,而且懂机械。他的机器人工作室里有小型机床,常自己动手加工零件。这一手是从哪里学的呢?“在东北电力大学的仿真实验室就有机床。那里的老师不仅做研究,而且搞出来的东西是要到现场应用的。老师们自己加工结构机箱之类。对我影响很大。”做机器人,什么都得懂一点。有时候把零件拿给工人师傅,师傅说做不了,高庆吉和学生们就得自己寻思,想出一个加工方案来,给师傅讨论。 

  做机器人得不怕麻烦。不仅是制造的时候费工夫,做好了也不能省心。虽然福娃和福牛机器人在首都机场表现得很得体,但高庆吉还是得在附近看护着,随时准备修复和改进它。“说国际一流什么的没多大意思,关键得看用户体验。” 

  要让游客觉得有趣不是那么容易,得开动脑筋。高庆吉举了一个例子,按原先的设计,旅客问“福娃”:“你多大啦?”“福娃”回答:“不到一岁。”指的是开始制作的时间。但有人会质疑,不到一岁怎么这么“成熟”?于是设计者把“福娃”的回答改为:“我的年龄保密呦。” 

  另外,如果旅客逗“福娃”:“1+1等于几?”“福娃”会回答:“真简单,等于2呀,这都不知道?”这都是高庆吉的团队改进后的台词。 

  做机器人得学会沟通 

  在机器人工作地点的不远处,高庆吉的团队在一个角落里组建了临时检修室,壁板上贴着团队的全家福。领导一个团队做工程,涉及上下各方,与人沟通的本事必不可缺。 

  高庆吉曾是个不擅言辞的孩子。村里欢送他上大学,母亲让他跟村长说几句话。他憋出来两句就没词儿了。上大学后,一次偶然的机会,他在新生欢迎会上说相声,下面几百个人听。这一次让他有了当众说话的经历,慢慢地有了开口交流的勇气。如今和不同的人打交道,高庆吉都自信多了。比如说和工人合作,“既要懂行,多了解相关信息,又要给师傅足够的尊重,这样人家才愿意给你干、干好。” 

  高庆吉的实验室里有一批能干的学生,他只需要在方向上给予指导,并不需要亲自去敲代码。因为他有难得的经历,能给学生以中肯的意见。学生说:“高老师做事身体力行,有方法有重点。总是主抓重要而又进度较慢的环节。”如今高庆吉的另一项重要工作,是为自己的研究所争取资源。奥运机器人的成功,无疑会引来人们更多的关注。 

  ———人物档案——— 

  高庆吉,中国民航大学机器人研究所所长教授、航空自动化学院院长助理。1966年生于黑龙江省桦川县,2006年毕业于哈尔滨工业大学计算机应用技术专业。 
  在国内外学术刊物发表学术论文30余篇,其中EI收录12篇。 
  完成国家“863”计划“月球车信息处理与导航系统”、“足球机器人关键技术研究”等课题3项。目前主要研究方向为移动机器人导航与协作。 

  ———“福牛”印象——— 

  您见过可以用12国语言向旅客问候,并且能歌善舞,能讲故事、讲笑话的机器人吗? 
  专为残奥会设计的福牛机器人乐乐,不仅具有先进的视觉处理判断能力,而且还能够进行双向语音信息的交流。更重要的是,他还懂简单的手语问候,可以和聋哑朋友进行简单沟通。此外,福牛机器人还可以在机场候机区域为盲人旅客指路导航,还可以为候机的旅客表演热情奔放的“斗牛士”等舞蹈。 
  乐乐还可以为大家拍照留念,特意配置在脖子部位的相机,不仅可以为普通旅客拍照,还可以方便的为坐在轮椅上的朋友照相。  

发布者:郑学军-图书馆 | 来源: 资料中心
关联阅读>>