近日，“2023中國機器人大賽暨RoboCup機器人世界杯中國賽”線下賽成績揭曉，吉利學院選拔“Flex代表隊”與“先鋒隊”兩支參賽隊伍參賽，分別榮獲創新創意賽-人工智能與機器人創意設計項目國賽一等獎、二等獎，實現了吉利學院學子在此類國家級機器人賽事成績曆史性突破。

《基於人體姿態識別的骨折康複訓練係統》

參賽項目簡介

該項目是一款和智慧醫療相關的機器人項目，是一套輔助骨折患者正確並有效康複的集成方案。本產品聚焦骨折治療的重要階段，即功能訓練恢複階段，通過手機或平板的攝像頭捕捉病患的康複訓練動作，結合裝有紅外傳感器、壓力傳感器等部件的硬件，采集病患進行康複訓練的綜合數據，經過人工神經網絡的推斷，分析病患的動作規範性，輔助病患在功能鍛煉期按照醫生的醫囑，進行定製定量的訓練和數據收集，通過智能分析優化訓練計劃，並通過軟件的社交功能，與全國的相似相近病患進行交流和互助。

輕舟已過萬重山

“起初，項目靈感是針對駕駛司機疲勞駕駛後可能產生瞌睡等危險行為的檢查判斷；其後，項目組結合國家的智慧醫療政策和當前人工智能技術的發展，對項目進行改造，演變為骨折患者的康複訓練輔助係統。”指導老師施一飛在談及項目應用時表示，希望該項目在幫助骨折病患或運動損傷的患者時貢獻一份吉利力量。

▷參賽現場合影

項目開發過程中遇到的棘手問題接踵而至，在技術上，團隊對姿勢識別的神經網絡做了多次的迭代，從初期的OpenPose到中期的PostNET，再到MoveNET以及最後團隊自己根據MoveNET的改造模型，都花費了很大的精力來進行學習再改造。“麵對大量專業的骨折以及康複訓練的知識，團隊必須花費更長的時間進行調研，因為不懂業務就編不出真正符合需求的程序。”對於“Flex”代表隊成員來說，淩晨的線上會議早已是司空見慣，施一飛老師陪著學生梳理程序到淩晨一兩點更是家常便飯。

團隊中楊帥負責項目整體管理、李鵬飛負責項目後端開發、楊力負責項目前端開發、範玉鑫負責項目算法設計與數據庫設計。四位小夥伴因為“挖牛互聯網+”專業社團走到一起，形成了項目開發團隊。他們不僅共同麵臨眾多技術和合作上的挑戰，也互相支持與克服這場心理戰。“當站在答辯舞台上時，我回想起為比賽努力付出的汗水和與隊友相處的珍貴時光，這些經曆給予我了無限力量，讓我們充滿自信，我們勢在必得！”隊員範玉鑫說道。

項目的發展獲得諸多專家支持。2022年，美國西北大學交互設計專家羅素-彭賽爾教授在項目交流時，稱讚作為本科層次的學生能夠將人工智能和康複醫療進行結合，很有社會現實意義；2021年，馬來西亞汽車工程大學副校長王銳鋒博士在與團隊進行項目交流時，稱讚團隊項目很有實用價值，所使用的技術有一定的超前性；百度無人車開發工程師邢繼元作為項目人工智能技術的專家顧問，對項目團隊和項目的應用價值，提出了肯定，並希望團隊能夠將程序運行的數據進行開源脫敏，為骨折病患造福。

▷參賽現場合影

“從4年前有一個萌芽，到現在具體落地，是一個不斷破和立的過程。”隊長楊帥表示，團隊榮獲“2023中國機器人大賽暨RoboCup機器人世界杯中國賽”的國家一等獎，這是非常讓人自豪和榮幸的結果。雖然比賽過程中充滿了挑戰，但團隊的努力和付出最終得到了肯定。“比賽不僅對技術要求頗高，還對我們的體力和心理進行了考驗。每一天都是充實而緊張的，時間緊迫且任務繁重。重要的是我們沒有退縮，堅持努力，勇敢麵對各種挑戰。每次失敗都讓我們更堅定地邁向成功。”

《基於視覺的二手商品分揀係統》

參賽項目簡介

利用IMU九軸集成的慣性測量單元和帶方向編碼器共同采集數據，再通過互補融合濾波算法解算融合出係統的實時角度，最後用PID算法使係統整體穩定運行。在PC端上選用MobileNetV2網絡進行模型訓練及預測，接著在精確性、快速性達標的情況下，將該模型網絡部署到OpenART內，進而實現實時二手商品分類，OpenART進行物體檢測、對機器人進行姿態矯正、機械臂進行二手商品的抓取。

是巧合也是必然

“我們選擇這個項目的初衷是想降低貧困地區誌願者分揀物資工作量，但是其應用場景其實本身是可以擴大至各項商品的分揀。”王豔老師表示，此次比賽對於團隊來說既是巧合也是必然。”今年7月，在申報四川省創新創業訓練項目的第二個月，王豔老師獲取“2023中國機器人大賽暨RoboCup機器人世界杯中國賽”專項賽比賽信息，發現該項目符合機器人人工智能與機器人創意設計賽道，於是組織學生隊伍攻關。

▷團隊備賽日常

該賽項的專項賽與電子設計大賽省賽時間重合，這意味著兩項賽事需要同時備賽。團隊決定暑假全時段留校，且所有成員都是第一次參加，前期硬件電路製作對於一群人工智能專業的同學來說更是舉步維艱，炸電容、燒主板也是不足為奇。在成員們對組裝車模、熟悉芯片、繪製PCB、焊接板子、機器學習的一次次不斷嚐試與改進中，終於以專項賽“二等獎”的名次挺進國賽。但是他們清楚，這個階段的視覺識別準確率不高是無法自動匹配分揀區標識的。“如果在國賽中如果無法迭代的話，很難取得成績。”於是在獲得國賽資格後，“先鋒隊”迅速敲定了迭代方案，決定增加一名新成員——電子信息工程專業學生溫林大。這時團隊分工主要由溫林大主攻硬件電路設計與製作，隊長張慧超主攻模型訓練，彭向寧主攻車體控製，範芷毓主攻論文撰寫。

▷團隊通宵備賽

隊長張慧超在采訪中表示，直至比賽前一天晚上，團隊依然在對論文與答辯PPT進行微調與路演。“就我而言，從一開始采集數據，到後麵的訓練模型，直到部署，發現模型存在著精度低、抗幹擾性差、魯棒性不高的情況。之後反複地對模型進行優化、改良以及向我們的專業老師請教、查閱相關論文，一遍又一遍地嚐試，終於訓練出了一個滿意的模型。”

“該賽項是預算外的競賽項目，本身是沒有經費支持的。但是在參賽過程中學校各級領導在經費上給予了我們大力的支持，電子信息工程學院的領導、老師們在技術、生活上都給了學生團隊大力支持，正是因為有這些默默的付出，團隊成員才能安心做好比賽這一件事情。”王豔老師坦言道。

▷參賽現場合影

“令我記憶最深刻的是我和隊友在實驗室住的每一個難熬的夜晚、解決每一個難題之後的喜悅和興奮，很榮幸，我能和隊伍裏這些誌同道合的隊友為著同一個目標而努力。”談及此處，張慧超同學會心一笑。

從四川出發，到北京參加預賽，再到福建連續兩次作戰半決賽和決賽，他們經曆了層層比拚，不畏艱難，全力以赴，在與西安交通大學、西北工業大學、北京工業大學等200多所知名高校，2500餘名師生同台競技中，吉利學子充分展示了較強的綜合技能及實踐創新能力，彰顯了學校長期以來堅持創新應用型人才培養的階段性成果，也是學校聚焦學科基礎和工程前沿，落實“以賽促教、以賽促創、以賽促學，以賽促改”理念，大力推進賽教研創一體、不斷深入探索和實踐新工科創新應用型人才培養的重要體現。

據悉，RoboCup機器人世界杯中國賽（RoboCup China Open）是RoboCup機器人世界杯的正式地區性賽事，1999年中國自動化學會舉辦首屆RoboCup機器人世界杯中國賽，並於2006年發展為RoboCup國際聯合會認定的最有影響力的五大國際區域賽之一。同年開始，該項賽事每年與“中國機器人大賽”合並舉辦，冠名為“中國機器人大賽暨RoboCup機器人世界杯中國賽”，賽製為每年舉辦一次，至今已成功舉辦23屆。

來源：吉利學院

作者：楊佳麗