2026年春晚，人形機(jī)器人再度登臺(tái)，跳舞、講笑話、打醉拳、疊衣服……能“文”能“武”的表現(xiàn)讓觀眾驚嘆。而在湘潭理工學(xué)院，機(jī)器人專業(yè)的同學(xué)們也早已在課堂中腦洞大開，從跳舞表演到安檢搬運(yùn)，不斷將所學(xué)知識(shí)與機(jī)器人結(jié)合，讓機(jī)器人真正“跳”起來(lái)、“干”起來(lái)。

智能工程學(xué)院自成立以來(lái)，圍繞機(jī)器人專業(yè)，以實(shí)驗(yàn)室為依托，主動(dòng)對(duì)接行業(yè)龍頭企業(yè)，將真實(shí)工程場(chǎng)景引入課堂，全面推行“項(xiàng)目制”教育教學(xué)改革。從大二的《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》《機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》，到大三的《機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景開發(fā)》《PLC原理及應(yīng)用》等項(xiàng)目制課程，學(xué)生在實(shí)踐中錘煉動(dòng)手能力，在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中釋放創(chuàng)意，在解決問(wèn)題中鍛造了工程素養(yǎng)。

機(jī)器人的“舞林大會(huì)”

學(xué)生的“硬核實(shí)操”

從紅色歌曲到流行音樂(lè)，當(dāng)《沒(méi)有共產(chǎn)黨就沒(méi)有新中國(guó)》《歌唱祖國(guó)》《青春修煉手冊(cè)》這些耳熟能詳?shù)囊魳?lè)旋律響起，便能看到人形機(jī)器人揮舞著它的機(jī)械臂，隨著節(jié)拍舞動(dòng)。

這正是《機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》課程中，同學(xué)們?yōu)锳elos小型雙足人形機(jī)器人編排的2至5分鐘舞蹈。

要讓機(jī)器人合著節(jié)拍流暢地完成下蹲、抬手這些動(dòng)作，需要反復(fù)調(diào)節(jié)舵機(jī)速度，這個(gè)過(guò)程讓我對(duì)運(yùn)動(dòng)控制有了更深刻的理解。”劉林灝和隊(duì)友先后為機(jī)器人編排了《歌唱祖國(guó)》《沒(méi)有共產(chǎn)黨就沒(méi)有新中國(guó)》，部分編舞表演如今已成為學(xué)院表演參觀的保留節(jié)目。

機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、機(jī)器人軌跡規(guī)劃……同學(xué)們?cè)陧?xiàng)目中不知不覺(jué)掌握了機(jī)器人專業(yè)知識(shí)。“在課程中，同學(xué)們共編排舞蹈55支，其中流行音樂(lè)類47支，紅色與愛(ài)國(guó)主題類8支?！薄稒C(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》課程教師鄒宇新提到學(xué)生在項(xiàng)目中展現(xiàn)出極大熱情和動(dòng)手能力。

除了創(chuàng)意舞蹈外，課程還設(shè)置了智能機(jī)器人科普活動(dòng)、機(jī)器人競(jìng)賽實(shí)踐二大項(xiàng)目。學(xué)生團(tuán)隊(duì)先后走進(jìn)湖南長(zhǎng)沙、湘潭的多所中小學(xué)，其中包括偏遠(yuǎn)農(nóng)村小學(xué)，把機(jī)器人知識(shí)帶給中小學(xué)生。該系列活動(dòng)獲得良好的社會(huì)反響，受到紅網(wǎng)時(shí)刻、瀟湘晨報(bào)等多家主流媒體關(guān)注報(bào)道。

這種動(dòng)手實(shí)踐也貫穿整個(gè)專業(yè)的項(xiàng)目制課程中?！秱鞲衅髋c檢測(cè)技術(shù)》課上，同學(xué)們親手制作了酒精檢測(cè)儀、超聲波測(cè)距系統(tǒng)、金屬探測(cè)儀，并搭建了基于LabVIEW的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)。

在這些項(xiàng)目中，機(jī)器人專業(yè)的同學(xué)們不僅要完成焊接，還要調(diào)試傳感器的探測(cè)范圍，確保系統(tǒng)能夠按預(yù)期工作?！拔业谝淮谓佑|焊槍和錫絲的時(shí)候，真的挺好奇的。”劉林灝回憶起初學(xué)傳感器課程時(shí)的情景，“需要用焊槍將小小的傳感器零件焊接到主板上，看起來(lái)容易，焊好很難，不僅要牢固，還要美觀?！?/p>

將基礎(chǔ)理論課程轉(zhuǎn)化為項(xiàng)目制教學(xué)，通過(guò)增加動(dòng)手實(shí)踐與自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，顯著提升了課堂的趣味性與參與度。正是這些看似瑣碎的動(dòng)手過(guò)程，讓學(xué)生在潛移默化中建立起對(duì)工程應(yīng)用的興趣與熱情。

“腦”力全開，創(chuàng)意無(wú)限

“未來(lái)，機(jī)器人能為人類做什么呢？”

在《機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景開發(fā)》課程中，課程教師將這個(gè)問(wèn)題拋給學(xué)生，讓學(xué)生們自主選題，以小組協(xié)作的方式動(dòng)手設(shè)計(jì)并開發(fā)出能在特定場(chǎng)景中完成任務(wù)的機(jī)器人。

當(dāng)程玉接到這個(gè)項(xiàng)目任務(wù)時(shí)，突然靈光一閃，想起了在《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》課上親手制作過(guò)的金屬探測(cè)儀。“如果將金屬探測(cè)儀與機(jī)器人結(jié)合，是不是就能讓它安檢？”想法一出，團(tuán)隊(duì)立刻行動(dòng)起來(lái)，查閱相關(guān)資料并動(dòng)手制作，讓機(jī)器人化身成“安檢員”，準(zhǔn)確探測(cè)到金屬物品。

蔣麗婷則將數(shù)字圖像處理技術(shù)遷移到機(jī)器人上，設(shè)計(jì)出“水果識(shí)別機(jī)器人”。在操作過(guò)程中，當(dāng)蔣麗婷發(fā)現(xiàn)機(jī)器人直接識(shí)別困難時(shí)，她另辟蹊徑，先在仿真環(huán)境中完成識(shí)別，再通過(guò)通信將指令發(fā)送給實(shí)體機(jī)器人?！跋嚓P(guān)的通信技術(shù)是我自學(xué)完成，比賽時(shí)積累的經(jīng)驗(yàn)也幫了大忙?！?strong>她說(shuō)，正是項(xiàng)目制課程給了她自由探索的空間，讓她敢于挑戰(zhàn)超出課本的內(nèi)容。

“很多基礎(chǔ)課，比如傳感器、PLC原理，理論性很強(qiáng)。以往學(xué)生只能死記公式、背誦參數(shù)；現(xiàn)在他們必須根據(jù)原理自行設(shè)計(jì)電路，做出可用的檢測(cè)器、可自由行動(dòng)的機(jī)器人。”智能工程學(xué)院院長(zhǎng)劉玄認(rèn)為，正是這種從“知道”到“會(huì)做”的轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生在項(xiàng)目中自然而然地實(shí)現(xiàn)了不同課程知識(shí)的融會(huì)貫通。

開設(shè)《機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景開發(fā)》這門課程，源于智能工程學(xué)院對(duì)接的真實(shí)項(xiàng)目。“當(dāng)時(shí)樂(lè)聚機(jī)器人提供了5萬(wàn)元經(jīng)費(fèi)，支持我們開展應(yīng)用研發(fā)?！眲⑿榻B，課程雖然只有兩周時(shí)間，但學(xué)生的表現(xiàn)超出預(yù)期，完成度讓他驚喜。

“這門課的意義，不在于每個(gè)學(xué)生都能做出多么驚艷的產(chǎn)品，而是通過(guò)一個(gè)個(gè)具體的任務(wù)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新應(yīng)用思維。”劉玄說(shuō)，“從0到1是創(chuàng)新；從1到100，解決自己從未遇到過(guò)的問(wèn)題，也是一種創(chuàng)新?！?/p>

塑造工程思維，擁抱智能未來(lái)

從動(dòng)手實(shí)踐能力到創(chuàng)新應(yīng)用能力，從工業(yè)機(jī)器人到人形機(jī)器人，圍繞機(jī)器人專業(yè)，如何構(gòu)建一個(gè)體系化、專業(yè)化的項(xiàng)目制教學(xué)體系？智能工程學(xué)院在不斷探索實(shí)踐。

“工程師的思維是系統(tǒng)集成。不僅要懂機(jī)器人本身的操作和編程，更要掌握 PLC、傳感器、工控網(wǎng)等，能將機(jī)器人融入到整條自動(dòng)化生產(chǎn)線中，實(shí)現(xiàn)協(xié)同與優(yōu)化?！薄禤LC原理及應(yīng)用》課程教師張亞南提到。

PLC作為工業(yè)機(jī)器人的黃金搭檔，機(jī)器人的“指揮官”，也是機(jī)器人專業(yè)必不可少的課程。因此在《PLC原理及應(yīng)用》項(xiàng)目制課程中，張亞南為機(jī)器人專業(yè)設(shè)計(jì)了三大實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目：傳送帶控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與搭建、十字路口交通信號(hào)燈控制、機(jī)械手控制系統(tǒng)。通過(guò)高強(qiáng)度工程實(shí)戰(zhàn)，學(xué)生在應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了從硬件認(rèn)知到系統(tǒng)集成的知識(shí)貫通，同時(shí)培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和工程師素養(yǎng)。

今年1月底，機(jī)器人2303班盛怡茜和幾位同學(xué)前往山東濰坊樂(lè)聚機(jī)器人科技有限公司參觀學(xué)習(xí)，為下個(gè)學(xué)期長(zhǎng)達(dá)四個(gè)月的實(shí)習(xí)做準(zhǔn)備。在那里，她看到了人形機(jī)器人的真實(shí)工作場(chǎng)景，也接觸到了機(jī)器人運(yùn)維工程師的日常。

“我們平時(shí)使用的機(jī)器人正是樂(lè)聚的產(chǎn)品。有一次我們聊到串口連接的問(wèn)題，工程師告訴我們的解決方法，其實(shí)和我們自己嘗試過(guò)的思路是一樣的。那一刻我才意識(shí)到，我在課堂中遇到的問(wèn)題，其實(shí)就是未來(lái)工作上會(huì)遇到的?！?/p>

在第二十七屆中國(guó)機(jī)器人及人工智能大賽中，盛怡茜所在團(tuán)隊(duì)獲得了國(guó)賽一等獎(jiǎng)。她負(fù)責(zé)自動(dòng)機(jī)器人項(xiàng)目的編程與調(diào)試，比賽要求機(jī)器人在最短時(shí)間內(nèi)完成識(shí)別二維碼、調(diào)整姿態(tài)、搬運(yùn)物塊等一系列任務(wù)。“比賽時(shí)太緊張了，很多細(xì)節(jié)沒(méi)做到更好。”她回憶道。

在后來(lái)的《機(jī)器人操作系統(tǒng)》課程中，盛怡茜再次面對(duì)類似任務(wù)時(shí)，突然豁然開朗：“當(dāng)時(shí)調(diào)整舵機(jī)和碼盤，機(jī)器人會(huì)更穩(wěn)更快?！彼f(shuō)，“比賽中遇到的難題，回過(guò)頭在課程項(xiàng)目中，反而找到了答案?！?/strong>

“基礎(chǔ)課程的項(xiàng)目制，不僅僅是讓課堂變得生動(dòng)有趣，核心是訓(xùn)練學(xué)生的工程思維，讓他們?cè)谝淮未巍ぁ?，積累解決問(wèn)題的能力，從而更好地?fù)肀б粋€(gè)人與具身智能協(xié)作共處的未來(lái)?！敝悄芄こ虒W(xué)院院長(zhǎng)劉玄談及學(xué)院項(xiàng)目制教育教學(xué)改革下一步方向時(shí)表示。

撰稿/WRITER

楊山燕

排版/TYPESETTER

曹晨曦

審核/REVIEWER

傅瑤