黎宇洋 坚守理想的机器人爱好者
来源:广东科技报作者:记者 毛永彬2016-12-15
    文/图  本报记者  毛永彬

    生物、天文和物理是他喜爱的三大学科,他自幼就有探究宇宙的兴趣;他搭建积木不喜欢“依葫芦画瓢”,而是在创作中融入创意;他热衷机器人活动,在结构拼装和编程实践中,不迁就现实困难而放弃目标与理想。他,就是本期封面人物——广东实验中学附属天河学校初二级学生黎宇洋。

    喜爱生物、天文和物理

    黎宇洋最喜爱的学科是生物学,而天文学和物理学则分列第二、第三位。缘于祖父母均为医务工作者,他自幼就对“外科手术”、“心理卫生”、“寄生虫”等术语很是熟悉。与主修寄生虫学的祖父不同,他祖母是精神心理学的专家。自记事时开始,他每次在祖父母家,都看见退休的祖母依旧忙碌:家中的电话源源不断,大多是病患或其家属的各种咨询来电;而登门拜访者有时也络绎不绝。祖父母家中印象中最深刻的,莫过于那里满盈的书柜,以及底下常摆着数本医书与医学杂志的玻璃茶几。耳濡目染间,他渐渐喜欢上了生物学。至今,他依旧记得祖母的语重心长的教诲:读书遇困难是常事,学习固然要用心,也会有压力,不要给自己太多的压力,希望你能快乐地学习,开心地成长;读书少不了经历考试,复习时就应当仔细、认真,考试时倘若发现自己紧张了,静静地做几个深呼吸,就没事了。

    天文学获黎宇洋喜爱的程度仅次于生物学。那时是在他七岁那年,家人赠予他一架天文望远镜作为生日礼物。从那往后,深邃的夜空就有了别样的意义。广阔的星空不再只是繁星点点、星河灿烂,而是有着极其丰富的关于宇宙的知识与信息。而今依旧让他难以忘怀的是,是在电脑屏幕上所见的仙女座星系那动人、美妙的图景。他回忆道:“到了后来,因为受灯光和其他人造光源的干扰,以及雾霾因素的影响,观察夜空没有继续下去。但是,令我眼界大开的辽阔宇宙无疑激发了我浓厚的探究兴趣。”

    物理学也是黎宇洋喜爱的学科之一,这与他参与机器人活动密切相关。

    搭积木不喜“依葫芦画瓢”

    早在广州市越秀区东风东路小学上二年级的时候,一次黎宇洋陪同家人逛商场,看上了一套“乐高积木”玩具,遂家人助其实现了愿望。回到家后,他就看着图纸“依葫芦画瓢”地拼起来,兴致很浓。后来,家人买给他的乐高积木套装越买越多,最多的时候,总数多达十七八套,而拼出的玩具造型既有坦克,也有飞机、舰船等。还记得在三年级那年,尝试在一套“飞机”主题的积木套装里搭建共有7节舱段、28个机窗的飞机模型的他因为找不着机翼上方一个机窗的零件(很可能遗失了),引致舱段连接不牢、结构强度不足,没能搭出完整的“飞机”。虽然略有遗憾,但倾注一番心血,他依然对此记忆犹新。他介绍说,“透过其中一个机窗,可以看到舱段里的控制台,还有座椅。”

    一回生二回熟,渐渐地黎宇洋发现总是按照图纸拼各式造型不够过瘾了,还略感枯燥。于是,他开始按照自己的脑中设想、意图,融入创意,制作新款的造型。比如说,在舰船模型空旷的甲板上,添上旗杆,可以更威武;又如,在一艘原本已完工的“舰船”的两侧,各架设外展长为二分之一船宽的飞翼,每个飞翼下挂一台飞机发动机,“目的是让其更好看,还可以更快;不仅能航行于水面,还能如水上飞机一样,遨游蓝天。”更有突发奇想的是,他还尝试过在一辆四轮摩托车模型装上飞机发动机,把发动机直接架上摩托车底盘,而驾驶员则是“骑”在发动机之上驾驶摩托车。到了五六年级,在家人的关心和支持下,他拥有了带有主板和程序的乐高玩具。玩具搭好之后,摁下开关,小作品还能动起来,这着实让少年时代的他不仅将“自豪感”体会了一把,还积累下拼装的技巧与自信。

    潜心于虚拟机器人参数设置

    在五年级下学期,黎宇洋从老师口中获悉,校方将选拨两批学生,组建“机器人组装小组”与“虚拟机器人活动小组”。于是他报名参选。老师知道他喜欢搭乐高积木,拟安排他到“机器人组装小组”参与考试。但他执意不去,认为机器人编程是自己的弱项,要求加入到“虚拟机器人活动小组”。他说服了老师,并通过考试,成功如愿。从那以后,他挤出课余时间,学习虚拟机器人编程的知识和方法。

    “虚拟机器人”怎么玩呢?简单、通俗而言,参与者需根据具体任务和已有的基本程序,编列有效、简捷的程序,在计算机上运行得又好又快者为优胜。虽然编程为图形化编程,降低了参与的难度,但参与者仍需根据踩分点(通过可加分,时间若允许,应尽量经过)、高风险点(经过会被扣分,应尽可能避开)及具体任务设置运行参数。比如说,机器人需前行十米后右转,经过反复摸索的他可能会把前行距离设置在10.1米至10.3米的区间;随后,机器需按计划向右转90度,他可能会把转向角度控制在89.7度至90.3度的区间。他解释说,“计算机屏幕中的机器人运行起来,是会有偏差的。因而,需要把参数区间设好、设巧。比如说,如果参照任务要求,把前行距离刚好设在10米,当机器前行10米并转向后,它有可能碰上边缘的栏杆而动弹不得。所以,设置参数要考虑很多状况,需不断修正、优化。”为了琢磨最佳参数区间,他仔细观察,研判机器人运行可能出现的各种状况,认真应对。曾经有人不解地问,这种“游戏”与激烈、刺激的网络游戏比起来,没什么趣味,为何他会选择了“坚持”。他答道:“正因为虚拟机器人‘游戏’中有很多不确定性,也考验人的思辨能力,这就是魅力所在。”后来,他在第二届广东省虚拟机器人竞赛中获得了中鸣3D虚拟机器人搜救比赛三等奖。

    坚守理想 不以一时成绩否定爱好

    尔后,黎宇洋升入广东实验中学附属天河学校,对科学尤其是机器人的兴趣不减反增。除了与同校学生唐嘉薇联手创作用于室内人数统计的小作品“自动控制计数器”外,他还热忱参与有关机器人的课程学习与制作实践。例如,为筹备参与2015年度、2016年度两届广州市中小学智能服务机器人(垃圾分类专题)竞赛活动,他在课余时间研习机器人组装、调试的方法,以及程序编写、优化技巧。

    在调试期间,黎宇洋发现机器人颜色传感器不能区分红色和蓝色,还一时苦于没有简便的解决手段。然而他没有轻易向拦路虎屈服,坚信“解铃还须系铃人”,重新调整了服务于颜色传感器四颗LED灯泡的位置,使四个灯的光线会聚于一个焦点上。在随后的调试中发现,颜色传感器不再“红蓝不分”,难题迎刃而解。又如,他所拼装完好的拟用于参赛的机器人,在调试时发现,将满电的电池装毕并启动使机器人运转,总在最初的一段时间里机器人出现抖动的情况。需循线行进的机器人若抖动过大会偏离路线,容易“迷路”。为解决这一问题,他曾尝试将机器人四个轮子直行时的速度调为一致,也曾让机器人先满电跑一段时间,待电池电量消耗一段时间,机器人不再出现抖动,恢复行走平稳后再比赛。

    在2016年度广州市中小学智能服务机器人(垃圾分类专题)竞赛活动上,黎宇洋携带的机器人赢得了常规组项目三等奖。他没有因为未获得大奖而停步不前,依旧钟爱机器人活动。这位怀有到美国哥伦比亚大学深造理想的中学生,期望今后在天文观测、宇宙探测领域出一份力,从中施展创意,“从小我就憧憬让我制作的模型能冲天而起,可以不受约束地遨游,今后我想让机器人对宇宙进行更深入地探测。”