What？4个课时就能做出机器人，还能来场对抗赛？

小白变大佬！小薇就服机械学院！...

当你看到这个场景，是不是跟小薇一样，以为误入了哪个科技竞赛现场？

然而，这只是《机器人技术》课夹实验的其中一个实验而已，“同学们需要在四个课时内完成一款机器人的搭建以及分组的机器人竞赛。”学院机器人实验室和机器人系列课程的负责人柏龙介绍道。

What？！四个课时做出机器人来？！带着满腹疑惑，小薇走进学院机器人实验室，去探探这门《机器人技术》课程到底有何与众不同。

这是比赛规则，请创造出参赛选手！

近年来，机器人炙手可热，特别是机器人与人工智能被国家提升为国家战略以后，各个高校都是积极地开展机器人实验平台和机器人课程的建设。

但机器人是多个学科高度交叉的研究领域，如何在有限的课时内，让学生从感兴趣，到掌握基础理论和设计方法，最后能独立设计实现基本的功能模块，并了解这个领域的技术发展方向，是机器人教育的挑战和难点。

对此，柏龙及其课程团队在对国内外相关的机器人教材和实验案例进行了广泛的调研和讨论之后，将32学时的课程拆分为24学时的理论课程和16学时的实验课程。

其中，理论课时主要为介绍机器人的前沿技术与发展趋势，以及结合机器人领域的科研案例阐述机器人结构、运动学、轨迹规划、控制编程和系统集成的基础理论与设计方法，注重理论点与科研案例的结合，通过多媒体课件，利用动画及视频等多种方式，使抽象难学的内容变得具体生动。

实验课程则不仅仅是验证理论课时的知识点，而是采用了学研结合的探索式教学模式，以学生为主导，注重学生利用理论基础去探索设计的过程。

16个课时的实验，分成了四个模块化、进阶式的项目，包含了一个机器人的综合演示项目，让学生切身地感受机器人的综合技术水平与发展趋势；两个机器人设计的基础训练项目，让学生完成独立设计机器人的前序培养；以及综合的机器人开发与竞赛项目。

柏龙说

过去的实验课程，大多是理论课程的验证性实验——做实验以前，实验的流程和结果都是给定的。而这个综合实验，只是给了个比赛规则，但设计规则时尽量涵盖到课程的理论点。

学生如果能顺利做出符合比赛规则的机器人完成比赛，就必须会涉及到理论基础，而如果想提升机器人性能拿到更好的比赛成绩那就是对学生动手能力、综合应用理论基础的能力以及创新设计的能力的考验了。我们就是想通过这样一种形式轻松的方式，让实验课既富有乐趣，又无形中达到了培养的目的。

我们要求4个课时完成一款满足比赛规则的机器人从无到有的搭建，并完成比赛。刚开始学生们听了都炸了锅，但实际的教学过程下来后，绝大多数的同学在给定时间内都完成了机器人制作、调试，只是可能做出来的机器人性能参差不齐，所以我们设计了最终的比赛项目来检测他们机器人的各项功能指标。

不仅如此，在课程的最后，还有最终比赛的颁奖典礼，虽然只是一个课夹实验的分组竞赛，但奖品是不是也非常地走心？

打造完备的机器人学习体系

机器人小白也能变大佬

柏龙说

“现如今教学课程大多是离散的，这使得学生学习一个学期的课程之后，也依然不明白所学的课程到底可以应用在哪些方面。对我造成很大的冲击是有一次有位同学来找我指导机创，在谈及方案的时候，其中需要对两个直流电机进行一个正反转和调速的控制，他居然只能想到用PLC来实现。”柏龙在接受采访时说道，“这种简单的电机控制，十几块的51都能搞定。就是缺乏项目式的综合训练。

这几年我每年都会指导很多本科生来做项目，收效也还不错，但毕竟受益面还是很小。因此，在做课程和实验平台建设的时候，我努力在构建一个体系，根据模块化分级实践教学模式，以项目为导向设置实践内容。以项目任务为教学内容，将机器人各种构架的搭建为具体任务，开展机器人系统结构、系统集成等教学，整个环节以学生实践为主。

每个学生选了机器人这个方向的课程后，通过学习、调研与教师交流拟定自己感兴趣的项目，在完成这个项目目标的过程中，针对性进行相关知识的学习，学生学习就会变得更为主动和有效。当学生学完这一系列课程以后，就可以完成一个项目，既是一种知识达成度的检验，也是一种成就感。”作为课程的支撑，2014年在学校修购计划的支持下，柏龙负责建立了学院的机器人实验室，今年开始面向学生开放。

实验室以分区教学模式为布局，包含基础训练区、工业应用区及创新拓展区等。

基础训练区针对机器人机构/传感/控制等基础实验，拥有30套机器人创新套件及15套控制实验设备，可满足学生机器人机构与控制基础实验以及工业控制基础实验的需求；工业应用区针对工业机器人/服务机器人/特种机器人实际应用，拥有3套可拆装六自由度工业机器人实验台、多功能双工业机器人交互实验平台、数字化柔性制造系统以及机器人虚拟仿真实验系统，可满足学生工业机器人喷涂、焊接、装配、多机协同、柔性生产线制造和虚拟仿真实验以及特种/服务机器人实验教学的需求；创新拓展区针对机器人创新设计与制作，拥有开源机器人平台、机器人软硬件搭建平台及机器人竞赛场地等，可满足学生机器人创意设计、原理样机搭建及机器人竞赛和科研项目的需求。

“基础、应用、拓展”三部分既相互区分又相互联系，由浅入深，由单机到系统，形成进阶式、层次化的机器人实验教学环境。让学生逐步掌握机器人软硬件基础、机器人现场应用与操作、机器人创新设计与制作等机器人进阶式实用技术。

在掌握机器人技术基础同时，注重机器人设计与控制理论培养。训练学生动手实践能力同时，提升学生的理论运用能力和创新能力。

在这里，同学们可以通过它来从一个机器人小白变成一个可以自己制作机器人的创造者，在这里，你可以按照自己的判断，设计创造出属于自己的机器人，并将它们投入于实践。

柏龙说

“

我们现在教学的场地还是非常有限，就以机器人实验室来讲，我们现在仅能容纳30人的现场教学。希望以后能有更宽松的场地，能够建立起机器人的科研与创新创业中心，为机器人的教学、科研以及课外的竞赛和实践提供更好的平台。

不过，现在学院整体条件在逐年改善，学生的学习环境和条件也越来越好了，学院已经计划在2018级新生中选拔成立机器人实验班。我相信机器人与人工智能会成为越来越多同学的事业，而不仅仅是一个遥远的梦想。

”

柏龙简介

柏龙，男，湖南益阳人，1982年3月生，博士，重庆大学机械工程学院副教授，硕士生导师，重庆大学机械工程学院机器人实验室负责人，机械传动国家重点实验室固定研究人员，中国自动化学会高级会员，中国自动化学会建筑机器人专业委员会委员。

主要研究方向为：仿生机构与特种机器人、医疗与康复机器人、高性能轻量化材料与结构一体化设计，以及智能集群无人平台等。近三年，在仿生跳跃、仿生两栖、仿生集群机器人与微创手术机器人等特种机器人领域，以及高性能轻量化多孔点阵结构材料与工业机器人等领域主持国家级项目2项、省部级项目5项、中央高校业务费项目1项、机械传动国家重点实验室自主基金项目1项以及企业横向合作课题3项，主研国家863计划项目、国家自然基金项目及省部级和横向项目近10项。现任1个国际期刊编委，多个国际SCI期刊审稿专家，已授权国家发明专利6项、实用新型专利2项及软件著作权登记10余项，发表高水平学术论文10余篇。

此外，兼任学校机械创新实践班、机器人创新实践班、机械基础及装备制造拔尖创新人才培养计划指导教师，重庆市教委雏鹰计划指导教师，Robocon机器人竞赛团队指导教师。近两年，指导全国机械创新设计大赛全国二等奖1项、省级奖项3项、校级奖项20余项，指导Robocon机器人竞赛全国优胜奖2项，指导国创3项、SRTP项目5项，指导雏鹰计划3项，指导优异生7名。