【“主席獎(jiǎng)”得主說】盧建安：突破已知，超越創(chuàng)新，追逐夢(mèng)想
盧建安：
突破已知，超越創(chuàng)新，追逐夢(mèng)想
大家好，我是來自柳州高級(jí)中學(xué)高三年級(jí)的學(xué)生盧建安，今年18歲。我在保持優(yōu)異成績(jī)的情況下，多次獲得奧數(shù)、機(jī)器人金獎(jiǎng)。自小學(xué)四年級(jí)起，在勝利小學(xué)蘇濤老師的啟蒙下，我對(duì)機(jī)器人有了不一樣的感情。當(dāng)我閑下來時(shí)，我會(huì)凝視著充滿憨厚感的機(jī)器人和那一些別人認(rèn)為雜亂無章的代碼，在我看來，那是祖國(guó)的未來，是繁星點(diǎn)點(diǎn)的天河，是通往人類文明的羅馬大道。
經(jīng)過不斷鉆研，我開始在國(guó)內(nèi)機(jī)器人競(jìng)賽中斬獲佳績(jī)。在柳州市第十五中學(xué)時(shí)，在韋浩老師悉心指導(dǎo)下，我對(duì)機(jī)器人技能和知識(shí)的理解有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，并在機(jī)器人領(lǐng)域的比賽繼續(xù)名列前茅。當(dāng)我踏入柳高大門時(shí)，我能清楚感受到柳高的平臺(tái)與資源讓我的實(shí)力和潛力得到更充分的展現(xiàn)。2019年8月，我在全國(guó)青少年機(jī)器人大賽綜合技能比賽中獲得金牌的同時(shí)，還榮獲柳州市市長(zhǎng)獎(jiǎng)和自治區(qū)主席獎(jiǎng)，我對(duì)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷和肯定深表感謝。
對(duì)于我來說，每一次比賽不僅是為了給自己掙得榮譽(yù)，也是為家鄉(xiāng)爭(zhēng)光，更是為祖國(guó)技術(shù)創(chuàng)新、科技進(jìn)步貢獻(xiàn)出自己的一份力量。在比賽中，我對(duì)自己的機(jī)器人的流暢度、穩(wěn)定度和方向控制上不夠滿意，為了讓機(jī)器人發(fā)揮得更加出色與穩(wěn)定，我在原廠家的單尋跡卡巡線程序的基礎(chǔ)上，額外增加了一個(gè)尋跡卡，創(chuàng)新地提出雙尋跡卡尋跡模式。此外，我在面對(duì)復(fù)雜多變的任務(wù)模型位置中，總結(jié)創(chuàng)造了出一套編碼器角度測(cè)試記錄程序。
雙尋跡卡巡線模式，是為了應(yīng)對(duì)機(jī)器人由于轉(zhuǎn)彎引導(dǎo)線過短，導(dǎo)致機(jī)器人難以在短時(shí)間、短距離內(nèi)調(diào)整回到引導(dǎo)線中心，從而引發(fā)機(jī)器人脫離引導(dǎo)線的技術(shù)性犯規(guī)問題。對(duì)此，我進(jìn)行了深度探究：雙尋跡卡巡線是由普通走線判斷車頭偏移和雙尋跡卡判斷車頭方向兩部分組成，這樣能夠確定機(jī)器人行駛方向和掌握機(jī)器人巡線狀態(tài)的基礎(chǔ)信息，就能夠在短時(shí)間內(nèi)規(guī)劃出最佳路線以迅速調(diào)整方向，保證機(jī)器人不發(fā)生脫線的技術(shù)性犯規(guī)。然而，機(jī)器人使用雙尋跡卡走線時(shí)，不同光感在線上的組合數(shù)達(dá)到101種，除去51種機(jī)器人在左右對(duì)稱和中線的情況下不需要額外調(diào)試外，仍有50種情況。這50種情況既各自獨(dú)立又互相聯(lián)系，在車頭回正過程中，機(jī)器人的方向和車頭偏移都會(huì)發(fā)生變化，因此尋找出最佳速度配比極其困難。我總共花費(fèi)三天時(shí)間，進(jìn)行上百次實(shí)驗(yàn)，也只找出了較佳的速度配比，但基本上解決了回正慢的問題。在調(diào)試過程中，因?yàn)橐骖欀本�和折線，以及快速回正的需求，在調(diào)整左右馬達(dá)速度時(shí)十分復(fù)雜。若是太快，左右馬達(dá)速度差太大，會(huì)發(fā)生甩出中線至另一邊的情況，具體的表現(xiàn)為左右搖晃著前進(jìn)。如果速度過慢又失去了此程序的制作意義，所以我通過添加變量，記錄機(jī)器人前一步的狀態(tài)，來具體規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的回線路徑。通過提前剎車的方法，讓機(jī)器人回到中線前減速，這樣機(jī)器人就能快速且平穩(wěn)的回到中線上，繼續(xù)下一步的巡線。在比賽前，又反復(fù)調(diào)整和完善這種新巡線的速度配比，最終在區(qū)賽中出類拔萃，奪得佳績(jī)。
編碼角度測(cè)試記錄程序則是在機(jī)器人國(guó)賽中，針對(duì)多種不同形式的任務(wù)擺放方式而制作的。在觀察遙控車時(shí)，我得到了啟發(fā)：通過模仿遙控車“上下左右”的按鍵方式，在機(jī)器人主控器觸摸屏上我添加了按鍵，通過點(diǎn)擊屏幕按鍵引導(dǎo)機(jī)器人行駛到任務(wù)模型前，并自動(dòng)記錄編碼馬達(dá)數(shù)值。測(cè)試完畢后，將儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)直接應(yīng)用到程序中，以達(dá)到簡(jiǎn)化程序的效果，使編程簡(jiǎn)易化、可視化，減少調(diào)試次數(shù)，節(jié)省時(shí)間成本。
在程序設(shè)計(jì)時(shí)，我遇到了很大的阻礙和瓶頸。我的思路是直接記錄下測(cè)試數(shù)值，但又有較大的誤差。為了減小誤差，我最初采用簡(jiǎn)單的加減法則以消除實(shí)驗(yàn)誤差，該方法在短距離且特定速度下效果好，但在中長(zhǎng)距以較慢或較快速度行駛時(shí)仍存在巨大偏差，局限性較大。于是我更換思路，繼續(xù)研究。我考慮到，與其減小誤差不如將誤差考慮在記錄的數(shù)據(jù)之內(nèi)，將誤差為我所用。于是我將數(shù)據(jù)延后記錄，以保證機(jī)器人完全停下后再記錄，保障數(shù)據(jù)的真實(shí)性，然而依然沒有達(dá)到我預(yù)期目標(biāo)，機(jī)器人在高速運(yùn)動(dòng)下依舊存在較大誤差。在沉思凝視時(shí)，我一直注視的車輪給了我靈感：高速行駛下的車輪由于慣性打滑導(dǎo)致的誤差大，于是我開始思考如何減少慣性產(chǎn)生的影響。我考慮到如果讓機(jī)器人由高速行駛在停下前轉(zhuǎn)變成低速行駛，就可以有效減少打滑。于是我專門設(shè)計(jì)加速和減速程序，使得測(cè)試程序達(dá)到了5米內(nèi)的誤差只有1厘米左右的目標(biāo)，為國(guó)賽取得優(yōu)異成績(jī)奠定了基礎(chǔ)。此外，隨著其他功能不斷添加和程序的完善，使得程序更加完美和順暢，如調(diào)速功能使程序在不同條件下均能正常使用，調(diào)節(jié)單次位移量功能使長(zhǎng)距離測(cè)試下更加流暢運(yùn)行，調(diào)試功能使記錄的數(shù)據(jù)以特定編碼儲(chǔ)存至主控器，利用特點(diǎn)編碼，將記錄的數(shù)據(jù)“翻譯”成程序，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，能夠判斷程序是否可行。這一程序節(jié)省了大量調(diào)試時(shí)間，在機(jī)器人國(guó)賽中發(fā)揮了關(guān)鍵性作用。
不斷地調(diào)試，不斷地計(jì)算，不斷地總結(jié)，我身為一個(gè)普通的高中生，有對(duì)技術(shù)瓶頸的疑惑與迷茫，也有對(duì)計(jì)算繁雜的煩躁與無奈。但我特別喜歡一句話：“一個(gè)人要就是懂得爭(zhēng)取，懂得不懼艱難，懂得在已知中探尋未知，懂得將手中的凡物碰撞出不凡的火花。”唯疾風(fēng)而知?jiǎng)挪�，唯厚積而薄發(fā)，我只有砥礪前行，不斷深研，銳意創(chuàng)新，將所學(xué)所見所啟融入到我的研究，博采萬物之長(zhǎng)，為我所用。欲求源頭活水，唯有腳踏實(shí)地，唯創(chuàng)新者強(qiáng)，才能實(shí)現(xiàn)那九天攬?jiān)挛逖笞谨M的抱負(fù)，實(shí)現(xiàn)我的科學(xué)的愿望與夢(mèng)想，為柳州與廣西的科技建設(shè)添磚加瓦、筑起高墻。習(xí)主席說：“一代人有一代人的使命，不忘初心，砥礪前行。”我愿以我所學(xué)，為國(guó)家科技創(chuàng)新之宏偉藍(lán)圖點(diǎn)亮我的那一份光點(diǎn)！
