开创新篇的东大牛牛

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在巴西1999FIRA世界杯勇夺冠军

东北大学牛牛机器人足球队是国内成立最早、开展研究时间最长的机器人足球队。经过几年的发展,如今她已经成为东北大学的一个亮点、一个品牌。她在国内外的机器人足球赛场上立下了赫赫战功,她打败了巴西、法国、德国、阿根廷等足球强国的代表队,让国人得以振奋;她也曾一度包揽国内比赛的冠军,让东大人为之骄傲。东大牛牛的身影,先后出现在《光辉的历程–中华人民共和国建国50周年成就展》、《863计划15年成就展》,以及深圳高交会、上海工博会、北京科博会、沈阳制博会等国家级的国际博览会上,很有显示度地展
东大牛牛从无到有,经过了多少风雨和磨难;在她成长的道路上,又有多少东大人为之奋斗拼搏。如今,东大牛牛已经代表着一个集体、一个学科、一个崭新的领域、一个光辉的明天。现了自己的高科技成果。

志气

说起东大牛牛,要从1997年的夏天谈起。那年6月,东北大学人工智能与机器人研究所的徐心和教授出席在汉城举行的亚洲控制大会。在同期举行的展览会上见到刚刚闭幕的机器人足球世界杯赛的展位。敏锐的学术洞察力使他预感到这个项目的强大生命力。他向赛会的主办者打听有无中国队参加?得到的回答是”No, no Chinese”。一种中国人的责任感油然而生。他想,世界杯赛场上没有中国队,我们可以埋怨教练、球员,在机器人足球的赛场上没有中国队,这是我们科技工作者的责任。他立即购买资料,了解技术,决心回国就干起来。

谁都知道,开始一个新的科研项目,尤其是高科技项目,人力物力和财力的投入都是十分可观的。各级的政策又是”不见苗不浇水”,一心指望上面拨经费是没有保障的。当徐老师将这一情况与所内同志们讨论时,大家一致认为”舍不得孩子套不着狼”。决定从所内的积累中挤出10万元作为风险投资,开创这一责任重大的新事业。

创业

现在人们逐渐认识到机器人足球比赛是一个小型高科技对抗平台。刚开始,还有人说这”大不了是个玩具”,说这是”不务正业”。人机所的师生深知这里的技术内涵。无论是机器人车体,还是机器人视觉、决策、通信及总控子系统,到处都遇到学科的前沿技术。

科学前沿的工作常常是没有明确的途径与方法。它需要查找大量的资料去搜寻线索,需要做大量实验来摸索规律。因此它经常是枯燥和艰苦的,很长一段时间过去却没有明显的成效。创新,是一个多么诱人的词汇,同时它也伴随着辛勤的劳动和艰苦的奋斗。东大牛牛的创业者们,就在从事着这种工作。

在没有任何资助和实物参照的情况下,自筹经费,从零做起。他们先是从玩具汽车上拆马达、减速机,从鼠标上拆码盘,到无线电摊铺找零件。数不清改了多少次印刷电路板,也记不清小车改型几代了。一个个方案,一次次试验,反反复复地调整结构,修改参数,一步一步地往前走着,时时还会前功尽弃。

“人生能有几回搏”–这曾经是国家乒乓球队员们60年代的口号。如今它也成为这支队伍的座右铭。许多同学都是主动要求参加到这个战斗的集体,来经历这人生难得的拚搏。这里没有星期假日,不分黑夜白天,大家盼望的就是一个目标–让中国的足球机器人尽早运转起来。样机做出来了,没有试验场地,他们又求人将一个破仓库让了出来,将又黑又脏的屋子装扮得合乎标准,挂上了机器人实验室的牌子,开始了系统实验。

“苗”终于长出来了。面对东大人创业精神和初步成果,科学院机器人学开放实验室,国家863计划机器人主题,国家自然科学基金都陆续支持了足球机器人的研发,使这项研究工作如鱼得水,开始驶上了快车道。

出征

经过一年多的不懈努力,硬件软件完全由东大人自己研制的足球机器人系统终于可以进行比赛了。带着率先走出国门,向先进国家学习的愿望,他们报名参加了在韩国举行的1999年的机器人足球世界杯亚太地区预选赛。

给球队起个什么名字?经过师生们的认真讨论,一致同意叫”牛牛”,她既是新东大(New NEU)的谐音,又希望她在赛场上,能像公牛一样的勇猛;在创业中,像拓荒牛一样去奋争。

中国的第一支机器人足球队要出国比赛的消息不仅轰动了新闻媒体,它更让这些创业者们心情激动。一首自己作词作曲并演唱的”牛牛之歌”面世了。当赵姝颖那悠扬的歌喉唱出大家的心声时,泪水在创业者的眼圈中滚动……

“这里是一片沃土,足球机器人从这里起步。六百多个难忘的日夜,如今牛牛将踏上征途。你是祖国的第一队勇士,去冲击那热望的世界杯赛场;你要成为我们民族的骄傲,在高科技的争斗中脱颖而出。你要为生活带来欢乐,你要为青少年送去科普。牛牛啊,这里才刚刚开始,前面是一幅如诗如画的蓝图……”

由高大志、黄泰善老师带领张春晖和佟国峰两名博士生组成的牛牛队,于1999年5月第一次走出国门,参加世界杯预选赛。赛场上难免有些紧张,也出现过一些未曾预料的局面。但他们还是拿到了进军世界杯决赛的入场券。更为可贵的是,他们带回了其他代表队的先进经验和高性能的器件。原来他们在国外吃方便面,以步带车,用省下来的美元购买器件,一心要让牛牛成长得更好。

突破

同年8月,由徐心和、赵姝颖、翟志新组成的东大牛牛代表队出征足球王国–巴西,参加机器人足球世界杯决赛阶段的16强角逐。他们在圣保罗下了飞机,就直奔比赛地坎皮那斯。他们无心浏览巴西的风光文化,心中就有一个念头,在世界杯赛场上怎么也得进球,别太丢人了。分组赛的第一场便迂上了巴西和南美冠军队–巴西米纳斯联邦大学队。这是世界杯的首日比赛,又有东道主队出场,观众来的特别多,气氛也格外热烈。也许是因为对手格外强大,也许是因为我们的期望值不高,东大牛牛的队员们显得比较平静。心里想的就是争取进球,别吃零蛋。不知怎么回事,这场牛牛机器人超水平发挥,是连续几场中打得最好的一场。不仅先进了球,还在下半场结束时打成了4平。在接下来的加时赛中,先是几乎要进的球又滚了出来,大难不死。接着又是一记漂亮的远射,以一粒金球夺得了首场的胜利。正当三个远离祖国的中国人兴奋不已而又不好外露之际,四五个老华侨来到了他们的面前,其中还有一位是解放前中国驻圣保罗的总领事。看得出,他们的兴奋与激动远在队员之上。”你们太棒了,真给中国人提气!”也是通过他们,新华社驻巴西记者报道了这次世界杯的比赛,使神州大地也都分享了东大牛牛的胜利。

接下来的比赛,有胜有负。在以小组第二进入前六的争夺时,又是一胜一负,夺得微型足球机器人世界第五的好成绩。在另一个项目–标准动作比赛中,由于东大牛牛准备充分,出奇制胜,打破了韩国人一统天下的局面,终于夺得了一枚金牌。这也是中国足球机器人队在世界比赛中金牌零的突破。新华社的喜讯飞过太平洋,国内各报纷纷报道,东大牛牛名扬海内外。

展示

东大牛牛在国内的正式亮相是在《光辉的历程–中华人民共和国建国50周年成就展》上。就在经过长时间筹备的《建国50周年成就展》即将揭幕的前两天,教育部部长来到教育部展区做最后的视察,看后不尽大为恼火,认为高科技份量不够。当布展的负责人问道”您看各高校的哪个项目可以入选?”部长脱口而出:”东北大学的足球机器人。”于是就在9月20日朱镕基总理开幕式讲话的时候,东大牛牛的机器人球台抬进了展会。当晚便接待了李鹏、李瑞环、李岚清等国家领导的参观。在接下来一个月的展出中,东北大学的展位始终是教育部展区最受欢迎的项目。

在那几年中,东大牛牛成为高新技术的象征。科技部、辽宁省科委、沈阳市科委、上海市科委、863机器人主题办等,先后派出或邀请东大牛牛参加国家级的博览会。由国务院批准的国家级国际博览会共有5个,除了广交会外,东大牛牛都有幸光顾,成为东大人的骄傲。

就在东大牛牛机器人名扬四海的同时,邀请东大机器人足球队参赛、参展的事情也接踵而来。听起来都是好事,做起来则令人为难。哪一趟的经费不得上万元,钱从哪出?

“是负担?还是机遇?”所领导统一了认识,这是让学生接触实际和社会,培养和锻炼学生的好机遇,就是没有经济效益也要将学生推上去。一般说,只要对方同意支付参展的差旅费,就派出一支学生小分队,完成参展的光荣使命。人机所的学生先后参加了各种”成就展”、深圳高交会、上海工博会、北京科博会、沈阳制博会等十余次大型展览,一大批学生接触了社会,培养了责任感,增强了办事能力,各方面素质都得到了锻炼。不难发现,学生们很快就成熟了,懂事了,收获确实是巨大和多方面的。

重振

东大牛牛机器人的发展历程也不是一帆风顺的。由于首批创业的学生陆续毕业离校,也由于队伍中有些松劲情绪。在2000年和2001年的国内比赛中,成绩不甚理想。加之经费的拮据,条件长时间得不到改善,东大牛牛处于新的困难时期。是昙花一现,见好就收?还是继续努力,再攀高峰?答案应该是肯定的。

东大牛牛的决策者们没有抱怨比赛的失利。一方面组织大家做好”兵败京城的反思”;另一方面并不计较”一城一池的得失”,集中精力继续抓好足球机器人技术升级工作,以及方向调研与队伍建设等基础性建设。就在这时,国家211工程一期的经费到位了。由于人机所基础良好,方向明确,规划到位,成为211工程的重点建设单位。这下可使人机所如虎添翼,东大牛牛也开始重振雄风。

这时在牛牛-I型机器人的基础上,由专业人员重新设计了牛牛-II型机器人,对下位机的硬件电路和上位机的软件系统进行了全面的改造,开发了完整的仿真系统与测试系统,并进行了充分的实验,组织培训班和研讨班提高新成员的理论与技术水平,而且注重新成员的思想与作风方面的锤炼。一支新的、朝气蓬勃的牛牛-II队成长起来了。

辉煌

憋足了劲的东大牛牛决心重整旗鼓,再创辉煌。2002年在韩国举办的机器人足球世界杯赛(FIRA CUP)是牛牛志在必得的较量。虽然未从有关方面拿到经费支持,东大牛牛还是勒紧腰带报名参赛了。由徐心和带上曹洋、胡英、薛方正三名小将,于2002年5月20日整装出发,飞往韩国。这是一届空前规模的机器人足球世界杯比赛。近30个国家的200多支代表队前来参加8个项目冠军的争夺。东大牛牛参加了其中四项比赛,分别是3对3和5对5的微型机器人比赛,还有5对5和11对11的仿真比赛。由于参加的是四个热门项目,所以都要通过分区预选赛。三年过去,今非昔比。各国水平普遍提高,从第一场就开始了激烈的争夺。在韩国大田得分区赛中,东大牛牛除了在3对3的比赛中以7:8输给了后来拿到冠军的韩国Powersupply-III队而没能进入决赛阶段比赛外,其他三项都顺利进军汉城,成为参加决赛项目最多的代表队。

汉城会展中心成为本届机器人足球世界杯赛的决赛场地。由于此项赛事作为即将举行的国际足协第16届世界杯赛的科技项目,受到国际足联(FIFA)的特别重视。赛场装饰大方得体,观众席整齐舒适,各种机器人展销同时进行,引来大量观光的国内外游客。东大牛牛机器人已经多台伤病在身,还要在两天时间内分别在三个项目中参加一场一场的生死之战(淘汰赛)。在最引人注目的5对5微型机器人比赛中,牛牛先是以17:0大胜法国队,又以11:0淘汰了南非队进入四强。在争夺决赛权的战斗中遇到了韩国的Kingo队,不幸以2:3失利,无缘冠亚军决赛。在争夺第3名的对阵中以7:2战胜奥地利维也纳大学队,终于夺得了份量很重的季军。在另两项的角逐中,东大牛牛也都坚持到最后。分别拿到5对5仿真赛的亚军,和11对11仿真赛的季军。成为本届世界杯赛拿到奖牌最多的代表队。对于中国牛牛队不折不挠的精神和谦虚大度的气质,多位韩国裁判和志愿者都竖起了大拇指,赞扬说”You are the best players”(你们打得最好)。每当回忆这些”艰苦卓绝”的战事,队员们最大的遗憾就是四项都只输给了冠军队,而且都只输掉一个球。难怪总说”与冠军擦肩而过”。

东大牛牛五月底回到沈阳,六月初就又奔赴上海,参加一年一度的国内机器人足球锦标赛。这次阵容庞大,由高大志带了十多名学生前往,参加3项实物比赛和2项仿真比赛。结果大有所获,夺得了四项冠军,显示了东大的领先地位。

2002年9月底,在多特蒙德举行的德国信息科学年会上,为了展示机器人技术的最新进展,主办者决定组织一次机器人足球邀请赛。由主办者出资,邀请世界上最强的六支代表队,东大牛牛名列其中,也是唯一的中国队。此次牛牛仍然表现不俗,在争夺第三名的比赛中,以10:0的比分战胜东道主德国多特蒙德大学队。该队曾获2002韩国世界杯赛亚军。

精神

是什么精神和力量在支撑着这支队伍,可以毫不夸张地说,是国家和学校的荣誉!

这里没有特殊的津贴,也没有美好的承诺。一批一批的青年学生自愿地投入到足球机器人的开发中,想的就是填补国家空白,为国争光;保持东北大学在国内的领先地位。所以他们才会假期不回家、平时不休息、废寝忘食地埋头苦干;他们才会出国带方便面,以步代车,节省经费购置器件,而且无悔无怨。

不仅在比赛中,就是在备战过程中,也是这种责任感在激发着师生奋进。正像一位同学说的:当我穿上印有国旗的队服,一种自豪感和责任感油然而生。

在这里充满了竞争与拚搏的精神,但不是”窝里斗”。大家都明白这样的道理:我们的水平还很低,我们只有拧成一股合力,才能赶超国内和国际先进水平。在这里,老师对学生不保守,老生对新生也不保守。一代一代地传帮带,已经蔚然成风。

在东大牛牛的创业与发展过程中,牛牛队的决策者们始终注意”牛牛文化”的建设。他们设计了印有国旗和CHINA字样的牛牛队服,有自己作词作曲的《牛牛队歌》,征集过牛牛的吉祥物标志,还在校内举办过图片展览,召开过新闻发布会,多次被中央电视台和省市电视台录制节目,在各种报刊上撰文,在所内设立了”牛牛杯最佳研究奖”,还在学院和学校演出过《牛牛之歌》和《牛牛队歌》。决策者的意图就是要通过各种活动,弘扬一种精神来增加凝聚力,提高战斗力。后来大家很自然地都谈到”我们要发扬牛牛精神,为学校和祖国争光。”虽然这时还没有凝炼出”牛牛精神”的确切表述,但是人机所的师生都将那些最好的品德蕴含其中。

人机所的党支部是东北大学、沈阳市和辽宁省的先进党支部。2002年秋天,党支部适时地组织大家讨论”什么是牛牛精神?”,广泛征集不超过20字的精炼表述。同学们动起来了,党员们也动起来了。一个个表现高尚品质与情操的语句被提了出来,经过反复征求意见,最后由党支部认真讨论决定,牛牛精神就是”踏实刻苦,真诚合作;心系祖国,开拓创新。”

2002年由党支部发起和组织的”机器人大观园”活动,向全校师生正式展示了”牛牛精神与牛牛文化”,展示了人机所师生多年来取得的科技成果。受到了校、院领导和参观者们的好评。

东大牛牛,作为一种品牌,她代表着足球机器人,代表着东大机器人代表队,她也代表着一个团结战斗的集体。在这个集体中间,东大牛牛又代表着宝贵的科研成果,代表着可贵的奋斗精神。在东大校园,东大牛牛又寓意着一个阵地,一个崭新的领域,一个光辉的明天。

牛牛队的全体队员们将牢记着牛牛队歌中的那句话:”从不气馁,从不放松,牛牛啊勇敢奔向光辉前程。”