“將農(nóng)業(yè)、機械工程、人工智能等學(xué)科門類有機融合，實現(xiàn)對大豆全球表面瑕疵的動態(tài)在線檢測，相比傳統(tǒng)機器，這一系統(tǒng)既提高了選種效率，又在節(jié)約成本的同時提高了大豆的單產(chǎn)量，對實現(xiàn)農(nóng)民增收增產(chǎn)，保證我國糧食安全具有重要意義。”
　　11月18日，在第十五屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽終審決賽賽場內(nèi)，孫笠然正在向評委陳述作品，他是特等獎《基于視覺技術(shù)的大豆種子球表智能檢測與自動選別系統(tǒng)》項目的負(fù)責(zé)人。熟練的表達(dá)，自信的神情，好像剛剛進(jìn)場時的小插曲不曾發(fā)生———參賽機器從哈爾濱運送至上海后需要重新組裝，機器的運作對精準(zhǔn)度要求極高，調(diào)試起來也比較繁瑣，當(dāng)在賽場內(nèi)其他項目組都已經(jīng)做好準(zhǔn)備的時候，孫笠然和其他五位團(tuán)隊成員還在調(diào)試機器?！白孕D(zhuǎn)機構(gòu)是整個機器的亮點，可以讓每一顆黃豆籽粒進(jìn)行不定軸旋轉(zhuǎn)，來實現(xiàn)對大豆的全方位檢測。我們一定要讓它對大豆的剔除效果充分發(fā)揮出來，讓評委們看得清楚看得明白?！痹谥笇?dǎo)教師權(quán)龍哲的鼓勵和幫助下，團(tuán)隊成員們不斷調(diào)節(jié)著裝置的角度和斜度，直到機器恢復(fù)到了在實驗室時的狀態(tài)，作品得以完美展示。經(jīng)過評委審定，他們最終獲得本次大賽東北三省高校唯一特等獎，實現(xiàn)了歷史性的突破。層層選拔，我們成為戰(zhàn)友特等獎作品的背后是一支小而精的隊伍，六名成員，分別負(fù)責(zé)機器的視覺系統(tǒng)、機械設(shè)計和自動控制。分工明確，配合默契，他們用戰(zhàn)友形容彼此，“對機電相同的熱愛與專注使我們的關(guān)系更為緊密牢靠?！?br>　　2015年，在一次科技創(chuàng)新的宣講會上，還在上大一的孫笠然在看到一件件構(gòu)造精巧的科技作品后，科學(xué)家的夢想漸漸有了輪廓。想要加入的他接下來面臨的是十分嚴(yán)苛的訓(xùn)練。“報名的200個人經(jīng)過面試后就只能留下半數(shù)，之后是暑假時開展的每天12小時的集中培訓(xùn)，通過講座和視頻軟件學(xué)習(xí)實驗室所需要的基本技術(shù)理論。每十天會有一次評比，要求每個人陳述自己這段時間所做的工作和收獲，由全體預(yù)備成員打分，每次評比都有人離開。我真是慶幸自己能夠留到最后。”孫笠然回憶到。這樣獨特的拔模式由機電中心的指導(dǎo)教師權(quán)龍哲老師創(chuàng)立，不單以專業(yè)課成績評價學(xué)生能力，旨在培養(yǎng)團(tuán)隊成員嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度，發(fā)現(xiàn)其長處，挖掘其興趣點。
　　通過考核的孫笠然和其他五位小伙伴匯聚到了這個已有七年歷史的項目組中。多年來，組內(nèi)成員升學(xué)就業(yè)，換了一批又一批，始終不變的是對項目研究的日益精深，從簡單挑選到智能識別分析，獲得特等獎的作品已是樣機第五代，這也成為了一代代“挑戰(zhàn)杯”參賽隊員創(chuàng)新求變的見證?！皩C電精神的傳承不曾有過間斷，所以我們的工作也不會因為學(xué)長的離開而中斷?！彼麄兛谥械膶W(xué)長或正在清華大學(xué)、浙江大學(xué)、中國科學(xué)院、澳大利亞新南威爾士大學(xué)等國內(nèi)外名牌大學(xué)深造，或已進(jìn)入華為、美的、中石油等知名公司工作。項目組成員至今仍同學(xué)長們保持著聯(lián)絡(luò)，“我們會經(jīng)常交流新觀念或者分享身邊的新鮮事，就像以前在實驗室時一樣?！必?fù)責(zé)機器整機設(shè)計的陳鑫這樣說。
　　除了工作進(jìn)展順利，項目組成員間的感情也愈加深厚。一次通宵工作后，陳鑫身體吃不消，團(tuán)隊成員張傳彬注意到之后就主動承擔(dān)了他的工作，讓陳鑫快點回寢室休息?！拔业墓ぷ鲀?nèi)容主要是機器供料部分和排種器的設(shè)計，和陳鑫同屬機械設(shè)計部分，他平時身體比較弱，我就盡可能地多分擔(dān)一些工作?！?br>　　有效的協(xié)作同樣離不開指導(dǎo)教師權(quán)龍哲的監(jiān)督。孫笠然負(fù)責(zé)視覺系統(tǒng)程序化處理，是整個系統(tǒng)的核心部分，同時擔(dān)任負(fù)責(zé)人的他與權(quán)老師的溝通最頻繁，受到的批評也最多?！拔倚枰驒?quán)老師匯報整個項目的進(jìn)度和我所負(fù)責(zé)的視覺策劃部分的進(jìn)展，老師一直強調(diào)這一部分的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，如果我使用方法不得當(dāng)，他會很嚴(yán)厲地批評我，來端正我的科研態(tài)度?！?br>　　在理性嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究里，也并不缺少溫情時刻。今年中秋節(jié)的夜晚，項目組正在實驗室里為終審決賽做準(zhǔn)備，其他項目組的成員也像往常一樣工作著，直到權(quán)龍哲老師拎著月餅和水果氣喘吁吁地出現(xiàn)在辦公室門口，大家才意識到這個節(jié)日的來臨，回憶起當(dāng)時的情景，孫笠然至今都能感受到余溫。在不斷試錯中創(chuàng)新到達(dá)終審決賽現(xiàn)場后，通過對競爭對手的作品的了解，權(quán)龍哲老師和項目組成員對得獎已然很有把握。“大多的作品是技術(shù)的積累，而我們的作品有核心創(chuàng)新點，這應(yīng)該是我們的最大優(yōu)勢?！背蓡T張傳彬介紹道。
　　傳統(tǒng)種子分選系統(tǒng)只能對大豆的顏色、大小、粒型等平面特征進(jìn)行選別，無法對種子表面缺陷進(jìn)行檢測。針對這一問題，項目組進(jìn)行了三點創(chuàng)新，一是使用帶式摩擦分選裝置對殘缺與完整大豆垂向分離；二是利用不規(guī)則類橢球體交替周向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)對球表的任何表面進(jìn)行檢測；三是視覺動態(tài)檢測系統(tǒng)應(yīng)用組合算法實現(xiàn)大豆全球表動態(tài)掃描檢測。直到現(xiàn)在，權(quán)龍哲與項目組成員仍然認(rèn)為這項技術(shù)沒有完全成熟，還有改進(jìn)的空間，但正是這些完全由同學(xué)們提出的概念和方式，具有新意，贏得了評審專家的贊譽。
　　三個亮點的源頭是無數(shù)次的試錯。進(jìn)入實驗室后的一段時間內(nèi)，權(quán)老師正在美國進(jìn)修學(xué)習(xí)，在一次與他的視頻會議中，項目組得知國外目前可以做視覺的硬件化，這給他們接下來的研究提供了一個全新的方向?！爱?dāng)時我們有兩個月的自學(xué)時間，我就想利用這段時間來學(xué)習(xí)這項新技術(shù)?！必?fù)責(zé)控制系統(tǒng)搭建的徐志彤著手準(zhǔn)備起來，從咨詢學(xué)長到上網(wǎng)找資料，他發(fā)現(xiàn)相關(guān)內(nèi)容少之又少，而且掌握全部知識需要一年的時間。時間受到限制，徐志彤只好在所有知識中挑選出自己項目所需要的技術(shù)來學(xué)習(xí)?！耙驗榇嬖谌未嬲娴倪^程，網(wǎng)上有些資源不靠譜，只好一個一個去試，試錯就能占據(jù)我整個學(xué)習(xí)過程的一半?！蹦嵌螘r間，為了快速掌握技術(shù)，他加入到各種技術(shù)群中，在群內(nèi)交流學(xué)習(xí)，還常常與權(quán)老師進(jìn)行視頻討論，由于時差，結(jié)束時往往是電話兩端的凌晨或深夜。
　　經(jīng)歷過數(shù)不清的挫折和失敗，兩個月后，徐志彤將親手制作的芯片放入機器中，代替電腦進(jìn)行操作，當(dāng)他按下按鈕，看到機器開始自動處理的一刻，既激動又興奮。這樣的突破提高了機器的運作速度，降低了生產(chǎn)成本，作品也因更具工藝設(shè)計美感。他馬上拿起手機，第一時間通知了項目組其他成員和權(quán)龍哲老師，讓大家一起分享這來之不易的喜悅，這一幕也深深銘刻在了每名隊員的心底。
　　雖然知道會得獎，但特等獎對他們來說是意外收獲。作為課外學(xué)術(shù)科技作品賽事，“挑戰(zhàn)杯”規(guī)格高、影響大，評委均為來自國內(nèi)大機械工程領(lǐng)域的專家，包括航空航天、兵器、精密儀表、海洋平臺等學(xué)科，但從來沒有農(nóng)業(yè)工程類的專家參與其中，“在大的機械工程領(lǐng)域，從時代發(fā)展的戰(zhàn)略意義上來講，我們本是微不足道的”。在這種情況下，與清華北大等頂尖學(xué)府同臺較量后，得到的認(rèn)可讓每一位參賽者無論是對自己還是對研究都增添了更多的信心。“挑戰(zhàn)杯”告訴我們的是永不滿足，繼續(xù)前行大四的張?zhí)煊钍琼椖康囊曈X系統(tǒng)顧問，他以三年綜評專業(yè)第1名的成績獲得了“中國科學(xué)院沈陽自動化研究所機器人學(xué)國家重點實驗室”直博研究生錄取資格?；叵胴灤┐髮W(xué)四年的實驗室生活，曾任機電研究中心部長的他滿是感慨。挑戰(zhàn)杯讓他學(xué)會了如何平衡上課、考試、做項目三者之間的關(guān)系，不給自己偷懶和放松的余地；也讓他獲得了看待專業(yè)知識的另一種視角，相比在課堂上泛泛地聽講，他更希望自己能夠提出富有創(chuàng)新性的問題。
　　肖術(shù)明負(fù)責(zé)視覺系統(tǒng)的硬件化搭建，他將成為實驗室的一員看作是對自己潛質(zhì)的認(rèn)可，因為權(quán)老師常常告訴他們，參加“挑戰(zhàn)杯”是對一個人品德、耐力、技能、審美、統(tǒng)籌、表達(dá)六個方面的綜合考量。“挑戰(zhàn)杯讓我收獲了成長，做項目的過程中我有意識地去鍛煉提升這幾個方面的能力。雖然拿了最高獎項，我還是有很遠(yuǎn)的路要走，挑戰(zhàn)自我是最重要的事。”
　　不滿足于當(dāng)下是整個團(tuán)隊共同的精神動力，獲獎后，權(quán)龍哲更多地把功夫用在了對這次獲獎的思考和總結(jié)上，相對于七年前，他對大學(xué)生科技創(chuàng)新賽事有了更加深入的反思：“原來我們看到的是表面的熱鬧景象，比賽現(xiàn)場就如同一個大型的博覽會，我們能看到大型的機器人、大型的收割機、收獲機、甚至是鉆井平臺，最初很讓我們神往，但是多年的比賽經(jīng)歷讓我們意識到，專家評委所考察的不是對現(xiàn)有技術(shù)的復(fù)制，而是如何創(chuàng)新，比方說當(dāng)你想去研發(fā)一輛汽車，但是這項技術(shù)已經(jīng)很成熟了，努力也就沒了意義。所以今后我們會將如何解決實際問題放在工作的首位?！痹跈?quán)龍哲的推動下，機電研究中心已經(jīng)展開了對人工智能技術(shù)的深度探索，目前，基于多年的技術(shù)累積，可以行走于田間的智能機器人已經(jīng)在研發(fā)當(dāng)中，“這樣的機器人可以像人一樣在田地里自動識別作物與雜草并進(jìn)行處理，國外已經(jīng)在做了，我們以前不敢想，但現(xiàn)在的科研水平和經(jīng)費都具備了實力?！?br>　　走進(jìn)機電實驗室，同學(xué)們正專注于電腦前，開始系統(tǒng)自學(xué)人工智能相關(guān)知識，實驗室里又恢復(fù)到了賽前的忙碌與靜謐。如何打開眼界、革新思維是機電研究中心所有成員始終面對的問題，新的形勢催生出的危機意識讓他們把這次歷史性的突破變成了過去式。
　?。ㄗ?張凱慧 整理/楊悅）