“半夜起來看了直播，當全場觀眾討論China、Harbin時，內心特別振奮，從來沒想過個人會與國家榮譽聯系得這么緊密。”9日，哈爾濱工程大學學生王憲彬告訴澎湃新聞（www.kxwhcb.com）。

7月30日至8月5日在美國舉行的第21屆國際水下機器人大賽（RoboSub）中，該校E·唯代表隊攜機器人“敖明2號”奪得冠軍，打破北美高校20年來對冠軍的壟斷，成為繼麻省理工學院、康奈爾大學等世界頂尖高校后第9個獲得這項殊榮的隊伍。

哈爾濱工程大學創造了該項賽事我國乃至亞洲的最好參賽成績。

蟄伏7年后奪冠

國際水下機器人競賽（RoboSub）由國際無人系統聯合會（AUVSI）和美國海軍裝備研究院（ONR）共同主辦，是業界公認的水下機器人領域最高級別賽事，被譽為水下機器人領域的“世界杯”。歷屆比賽匯集了美國伍茲霍爾研究所（WHOI）、麻省理工學院（MIT）、康奈爾大學、馬里蘭大學、杜克大學、新加坡國立大學等世界頂級研究機構及高校參與。該項賽事從1998年舉辦21年間，冠軍都被美國和加拿大壟斷。

自2011年起，哈爾濱工程大學E·唯團隊每年參與這項賽事，取得了兩次第四、一次第五、一次第六的成績。2018年，該代表隊由哈爾濱工程大學劉文智、李海波、葉秀芬3位教師帶隊指導，與來自船舶學院等七個院系的35名學生共同參與機器人“敖明2號”的研發。哈爾濱工程大學也是今年中國唯一參賽隊伍。

最終，E·唯團隊半決賽以高出第二名10000分的成績晉級；決賽中，以三球優勢力壓新加坡國立大學獲得冠軍。

從前兩年國外參賽隊都不清楚哈爾濱的地理位置到成為公認的強隊，再到最終戰勝加州理工、康奈爾大學等國際頂尖高校奪得該項賽事的冠軍，王憲彬說，“當全場觀眾都在議論China、Harbin，內心特別鼓舞、特別自豪，第一次感受到為國爭光。”

哈工程E·唯代表隊前往美國參賽師生合照。

“殺手锏”是機械手

本屆比賽的主題是“水下賭城”，要求機器人能夠在水下自主完成投幣出發、自主巡線、識別骰子、發射魚雷、投擲標記物、抓取目標物等任務。例如，識別骰子，機器人必須識別指定骰子的點數，并依次撞擊相應點數的骰子；抓取目標物，機器人要觀察、確定小球的位置，計算大小和抓取的位置，然后進行抓取。

“需要識別的項目較往年變多了，骰子的大小、小球的顏色、需要被投射的漏斗等等。”隊員陳尚澤說，在水下，機器人會受各種因素影響，所以一般來講“走”不到指定的位置，有可能在骰子的側面，或是斜上方斜下方。

并且，一旦機器人下水，就不能有任何人為干預，需要機器人對周圍發生的問題自行判斷，再“想”出解決辦法。“我們會把各種可能出現的情況，輸入到機器人的程序里，實現機器學習，在遇到不同情況時能準確識別。”陳尚澤說。

E·唯團隊隊長周翰文介紹，經過多年的積累，團隊各項技術都得到了突破，而今年在軟件上花得功夫比較多，使用了多目視覺算法，還引入了這兩年特別火的人工智能深度學習算法。

“最難的地方在于如何將高爾夫球投入水面的漏斗，這個任務所有學校只有我們拿到分了。”周翰文說，其他隊伍不是放棄了這項任務就是算法設計不過關，機器人在復雜環境中無法達到預想的性能。“因為太陽光線變化、水下亮度以及曝光會對機器人的圖像識別功能產生很大影響，機器人經常就找不到球了。”

對此，哈爾濱工程大學E·唯團隊在比賽中使用了’殺手锏’——機械手。“在‘敖明2號’底部，由幾十根細金屬棍組成的類似針板的部件，向下插，高爾夫球就會被夾住。”王憲彬解釋道。

“我們是唯一一個能夠一次性抓取4個球的隊伍，機械手能同時將水下指定位置上的所有小球’抓住’。”王憲彬說，機械手是針對比賽任務設計的，鋼絲的粗細、間距的大小、鋼絲長短、整個機械手圓盤的大小，都經過多次實驗反復修改，直到5、6月才最終確定。

在備戰的10個月中，隊員們經常面對繁重的改裝和實驗任務。“為了方便調試，也怕太晚回去打擾室友，大家經常忙到凌晨1點直接睡在實驗室了，早上8點起床再繼續研究。”隊長周翰文說，后來隊員們就自己準備了折疊床、木板床，甚至干脆把洗漱用品和衣物搬到了實驗室。

對“敖明2號”的調試也占據了隊員們大半的假期。周翰文寒暑假回家的日子，加起來不超過一周。“回重慶陪家人過了一個年后，就急匆匆地趕回校了。”他說，沒有付出就沒有收獲，“我是隊長，想要給大家做個表率。”

“撞”骰子環節。

投擲高爾夫球環節。

對話E·唯協會指導李海波：

澎湃新聞：這是你第一次參與這項賽事嗎？

李海波：不是，往年都是我和劉文智老師指導，有八九年了。

澎湃新聞：今年團隊大概籌備了多久？

李海波：我們準備的時間很早，年前就開始調試。比賽主題每年都在二月左右發布，此前，隊員們主要參照往年的任務來準備。今年的難度相比于往年提高了一個層次，畢竟比賽的目的是鼓勵參賽團隊提高技術。

澎湃新聞：這次提前了多久到達比賽場地開始調試的？

李海波：提前了三天，時間非常緊張。雖然10個月的備賽過程中，“敖明2號”已經在室外水池做過調試并采集了各個時間點的光照條件，但是實際比賽場地讓我們有點措手不及，環境條件和我們在學校的場地差距非常大，光照特別強。為適應比賽場地的光照條件，隊員們每天早上5點就去場地排隊，抽取現場調試機會。因為只有出水之后才能排下一次時間，第一天運氣比較好，抽到了早上7點，一天就能下水調試三次；后兩天運氣不太好，第一次下水就排到了中午11、12點，一天就只能調試兩次了。

澎湃新聞：這次半決賽團隊優勢明顯，而決賽過程懸念比較大？

李海波：最后決賽的成績，這兩支隊伍也就是相差2000分左右吧。扔球進漏斗的環節，在半決賽的時候我們抓起7個球，扔進漏斗里7個，在決賽，我們只抓起了6個，扔進漏斗里1個。機器人狀態一直都很穩定，但大賽突發情況太多，主要還是設備有些老化，用的傳感器已經將近十年了，性能有所降低。我們在決賽中只發揮了半決賽80%的實力，但是對手基本上發揮了200%。

澎湃新聞：拿下冠軍之后，是什么樣的心情？

李海波：本次奪冠是對中國科研成果的肯定，也讓參賽隊員們找到了自信，水下機器人領域，我們不比任何國家差！

澎湃新聞：在你看來，中國的水下機器人技術在世界上處于什么水平？

李海波：在整個技術上，我們跟歐美國家應該在一個技術層面上，但在具體應用上，比如從產業化的角度，我們還有進步的空間，他們起步更早。

澎湃新聞：目前，水下機器人技術的應用有哪些方向？

李海波：主要有水下救援、資源勘探等。海底有很多未知之處，以飛機失事為例，機器人的作用是根據聲學信號自動在海中尋找黑匣子，甚至將它打撈起來，帶回分析。往屆參加國際水下機器人大賽的很多學生，畢業后就仍選擇了從事相關工作，包括做無人機和做通信結構。