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八个月,三个本科生,一台改写成绩的机械臂

2026-09-15 08:55:23 来源:未来网

这是一场长达八个月的“工程突围”。没有研究生梯队,没有企业技术背书,只有三双年轻的手、几十万行独自啃下的代码。

5月末,厦门赛场之上,一台由山西大学本科生自主搭建调试的BIM驱动建筑机械臂精准完成钢筋焊接、砖块砌筑全套作业。当全国一等奖的结果公布,“崇筑”团队三名本科生悬了八个月的心终于落地。不同于多数依托研究生梯队、企业技术支持的参赛队伍,这支队伍仅有三名本科在校生,所有算法编写、硬件调试、系统整合工作全部独立完成。面对经验丰富、资源优厚的省外重点高校对手,他们凭着一股敢闯敢拼、精益求精的韧劲,在全新赛道上闯出属于山西大学的亮眼成绩。

主动选难:青年学子敢闯科创新赛道

本次大赛设置多条成熟参赛赛道,BIM建模、算量等方向资料完备、参赛路径清晰,是绝大多数队伍的稳妥选择。但“崇筑”团队却主动选择了建筑机器人创新应用赛道——一条技术门槛高、参考案例稀缺、跨学科融合难度极大的新路。

这个选择背后,是他们对行业趋势的判断。智能建造与装配式施工机器人正成为建筑业转型的核心方向,但“BIM模型驱动建筑机器人现场作业”这一链条,在本科教学中几乎还是空白。编程、力学、机械原理等课程知识需要重新整合,才能服务于一个真实的机器人系统。

“既然参赛,就做行业真正需要的东西。”这是三人达成的共识。他们并不在意前人走过的路是否平坦,而更看重前行方向本身的价值。从决定参赛的那一刻起,他们就选择了那条不确定性更高的路,也做好了承担一切后果的准备。这种敢于挑战舒适区的劲头,正是工科学子最朴素的担当。

备赛八个月,层出不穷的技术难题接踵而至。支撑三人坚持到底的,是工程人独有的韧劲:遇到难题不回避、不简化标准、不因多次失败轻易妥协。

负责钢筋焊接模块的李洋昊遭遇定位难题:单摄像头无法适配高低不同的焊点,高处点位对焦偏移,机械臂焊枪频繁偏离钢筋。他没有搁置问题转向优化其他模块,而是连续两天驻守实验室查阅文献,为不同高度焊点单独编写识别程序,逐组调试坐标匹配参数。第一版运行成功时已是凌晨两点,监视器里机械臂稳稳地落在每一个焊点上。

砌筑模块的难题则考验着刘杰的耐心:机械爪抓取砖块固定偏移2毫米,哪怕仅超出施工理论容差1毫米,实操中就会造成砌筑失效。更换夹爪、调整运动轨迹、修改参数,十余套方案都没能根除误差。他不肯妥协,深挖底层运行逻辑,舍弃原有基础函数,重新搭建全新抓取算法。三人轮番开展五十次稳定性测试后,抓取误差稳定控制在0.5毫米以内,长久积压的压力终于得以释放。

李一帆承担着最核心、风险最高的视觉控制系统开发。团队创新方案远超赛事配套基础视觉系统的承载能力,修改底层代码稍有失误,整套视觉识别模块就会全部作废。实验室书桌常年摊着翻卷边角、贴满便签批注的《机器人视觉算法基础》,系统崩溃、机械臂停滞是家常便饭,他常常一行行回溯代码排查三小时以上。在他看来,创新从来不能坐等条件完备,风险与突破本就相伴相生。

三人负责模块各不相同,但做事准则高度统一:迎难而上、从严标准。这种近乎固执的坚持,恰恰是工程实践中最稀缺的品质,它不在任何一本教科书里,只在一次次失败、重建、优化中慢慢沉淀,让每个人都练就了沉下心啃硬骨头的定力。 

同心聚力:毫米级精度背后的实干底色 

三个人,三个模块,各自攻坚已经不易,更难的是让三个独立的系统变成一个整体。备赛初期,代码互不兼容,接口各成体系,视觉识别的数据传不到控制模块,砌筑的指令又收不到反馈信号。指导老师在中期模拟答辩后指出:作品在每个模块上都有亮点,但技术逻辑链不够完整,缺乏统一的底层支撑。

当晚八点,三人立刻开启全面重构工作:李一帆统一搭建底层代码架构,制定三套模块通用通信协议;李洋昊调整焊接接口参数,适配统一视觉数据来源;刘杰梳理整套项目汇报逻辑,让技术脉络连贯清晰。窗台外卖渐渐冷却无人顾及,直到清晨六点,首个完整连贯运行的系统终于调试成功。从那天起,每个人都不再只盯着自己的一亩三分地,而是开始关注整个系统的运转。一个模块的改动,必须同时考虑另外两个模块如何响应。这种从“把自己的部分做好”到“让整个系统跑通”的转变,考验的是工程思维,更是团队协作的默契。

奔赴厦门赛场后,一场突发危机再度考验团队协作能力。赛场光线、地面平整度与实验室环境差异巨大,原有摄像头标定参数全部失效,机械臂作业精度大幅下滑,距离正式开赛仅剩不到十二小时。危急时刻,指导老师全程陪同,三人分工有序、沉着处置:两张酒店桌子拼接成简易调试台,刘杰搭建操作平台,李洋昊反复调整摄像支架角度,李一帆逐行校验标定代码。深夜一次次调试失败,无人抱怨推诿,只是安静复盘、持续优化。凌晨三点,最后一组参数调试完成,机械臂恢复毫米级精准作业,窗外已经透出拂晓微光。

无数次“发现问题—溯源排查—解决优化”的完整循环,让少年们跳出单打独斗的思维局限,褪去浮躁,练就了临场应变、协同破局的底气。这份自信并非凭空而来,而是师生同心、团队并肩,共同打磨出的协作力量。 

育见成长:科创竞赛赋能工科人才培养

比赛落幕,三名学子各自道出内心感悟。李一帆认为,敢想敢干才能让创意落地;李洋昊总结,难题不必绕道,坚持调试终能找到解法;刘杰坚信,所有收获都源于日复一日的踏实付出。三句朴实话语,共同印证同一个道理:在真实场景中解决实际难题积累的判断力、抗压能力与统筹能力,是课堂纸笔测试难以替代的宝贵财富。

三位学生攻坚克难的另一股底气,来自始终守在身后的指导老师徐清浩与牛玺荣。从方案的最初构思到最终赛场呈现,两位老师虽为团队搭建了完整的专业框架,却从不直接给出答案。方案卡壳时,老师跳出传统的思维定式,不断启发学生往更广的方向思考——不是告诉他们“怎么做”,而是引导他们思考“还可以做什么”。在技术设计层面,老师从零开始勾勒工程难点,为学生利用机械臂解决实际问题提供了最初的技术构思。两位指导老师既是成果的引路人,也是过程的陪伴者;既是技术的高参,也是精神的支撑。这种启发式、陪伴式的指导,恰恰是创新教育的核心要义,实现了技术的从“无”到“有”,从“粗”到“精”,让学生在独立探索中真正成长出解决问题的能力。

本次国赛一等奖,是学校落实“以赛促学、以赛践知、以赛促创”育人模式的生动缩影。电力与建筑学院持续开放专业实验室,鼓励学生跨学科组队参与科创赛事,将智能建造、建筑机器人前沿内容融入日常教学,依托专业教师全程陪伴式指导,为本科生自主创新搭建广阔平台。

而对于工科学子而言,学科竞赛的价值从来不止一纸获奖证书。八个月实验室坚守、数万行调试代码、无数个通宵夜晚,“崇筑”团队用一台机械臂完成了从课堂理论到工程实践的完整闭环。前路不止赛场,这份求真、协作、攻坚的精神,将伴随他们走向更广阔的工程实践舞台。

他们用一台机械臂、几十万行代码和八个多月的日夜,完成了一次从课桌到工程现场的闭环。而在更深的层面上,这段经历让他们懂得了什么是求真,什么是至善,什么是山大人应有的踏实与担当。这条路不会止于一次比赛,它通向更远的工程现场,也通向更扎实的人生成长。(通讯员:熊庆

作者: 编辑:高富灿

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