【“主席獎”得主說】盧建安：突破已知，超越創(chuàng)新，追逐夢想
盧建安：
突破已知，超越創(chuàng)新，追逐夢想
大家好，我是來自柳州高級中學高三年級的學生盧建安，今年18歲。我在保持優(yōu)異成績的情況下，多次獲得奧數(shù)、機器人金獎。自小學四年級起，在勝利小學蘇濤老師的啟蒙下，我對機器人有了不一樣的感情。當我閑下來時，我會凝視著充滿憨厚感的機器人和那一些別人認為雜亂無章的代碼，在我看來，那是祖國的未來，是繁星點點的天河，是通往人類文明的羅馬大道。
經(jīng)過不斷鉆研，我開始在國內(nèi)機器人競賽中斬獲佳績。在柳州市第十五中學時，在韋浩老師悉心指導下，我對機器人技能和知識的理解有了進一步的認識，并在機器人領(lǐng)域的比賽繼續(xù)名列前茅。當我踏入柳高大門時，我能清楚感受到柳高的平臺與資源讓我的實力和潛力得到更充分的展現(xiàn)。2019年8月，我在全國青少年機器人大賽綜合技能比賽中獲得金牌的同時，還榮獲柳州市市長獎和自治區(qū)主席獎，我對各級領(lǐng)導的關(guān)懷和肯定深表感謝。
對于我來說，每一次比賽不僅是為了給自己掙得榮譽，也是為家鄉(xiāng)爭光，更是為祖國技術(shù)創(chuàng)新、科技進步貢獻出自己的一份力量。在比賽中，我對自己的機器人的流暢度、穩(wěn)定度和方向控制上不夠滿意，為了讓機器人發(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，額外增加了一個尋跡卡，創(chuàng)新地提出雙尋跡卡尋跡模式。此外，我在面對復雜多變的任務模型位置中，總結(jié)創(chuàng)造了出一套編碼器角度測試記錄程序。
雙尋跡卡巡線模式，是為了應對機器人由于轉(zhuǎn)彎引導線過短，導致機器人難以在短時間、短距離內(nèi)調(diào)整回到引導線中心，從而引發(fā)機器人脫離引導線的技術(shù)性犯規(guī)問題。對此，我進行了深度探究：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，這樣能夠確定機器人行駛方向和掌握機器人巡線狀態(tài)的基礎(chǔ)信息，就能夠在短時間內(nèi)規(guī)劃出最佳路線以迅速調(diào)整方向，保證機器人不發(fā)生脫線的技術(shù)性犯規(guī)。然而，機器人使用雙尋跡卡走線時，不同光感在線上的組合數(shù)達到101種，除去51種機器人在左右對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種情況既各自獨立又互相聯(lián)系，在車頭回正過程中，機器人的方向和車頭偏移都會發(fā)生變化，因此尋找出最佳速度配比極其困難。我總共花費三天時間，進行上百次實驗，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，因為要兼顧直線和折線，以及快速回正的需求，在調(diào)整左右馬達速度時十分復雜。若是太快，左右馬達速度差太大，會發(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。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，記錄機器人前一步的狀態(tài)，來具體規(guī)劃機器人的回線路徑。通過提前剎車的方法，讓機器人回到中線前減速，這樣機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。
編碼角度測試記錄程序則是在機器人國賽中，針對多種不同形式的任務擺放方式而制作的。在觀察遙控車時，我得到了啟發(fā)：通過模仿遙控車“上下左右”的按鍵方式，在機器人主控器觸摸屏上我添加了按鍵，通過點擊屏幕按鍵引導機器人行駛到任務模型前，并自動記錄編碼馬達數(shù)值。測試完畢后，將儲存的數(shù)據(jù)直接應用到程序中，以達到簡化程序的效果，使編程簡易化、可視化，減少調(diào)試次數(shù)，節(jié)省時間成本。
在程序設(shè)計時，我遇到了很大的阻礙和瓶頸。我的思路是直接記錄下測試數(shù)值，但又有較大的誤差。為了減小誤差，我最初采用簡單的加減法則以消除實驗誤差，該方法在短距離且特定速度下效果好，但在中長距以較慢或較快速度行駛時仍存在巨大偏差，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，以保證機器人完全停下后再記錄，保障數(shù)據(jù)的真實性，然而依然沒有達到我預期目標，機器人在高速運動下依舊存在較大誤差。在沉思凝視時，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)計加速和減速程序，使得測試程序達到了5米內(nèi)的誤差只有1厘米左右的目標，為國賽取得優(yōu)異成績奠定了基礎(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距離測試下更加流暢運行，調(diào)試功能使記錄的數(shù)據(jù)以特定編碼儲存至主控器，利用特點編碼，將記錄的數(shù)據(jù)“翻譯”成程序，現(xiàn)場運行，能夠判斷程序是否可行。這一程序節(jié)省了大量調(diào)試時間，在機器人國賽中發(fā)揮了關(guān)鍵性作用。
不斷地調(diào)試，不斷地計算，不斷地總結(jié)，我身為一個普通的高中生，有對技術(shù)瓶頸的疑惑與迷茫，也有對計算繁雜的煩躁與無奈。但我特別喜歡一句話：“一個人要就是懂得爭取，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。”唯疾風而知勁草，唯厚積而薄發(fā)，我只有砥礪前行，不斷深研，銳意創(chuàng)新，將所學所見所啟融入到我的研究，博采萬物之長，為我所用。欲求源頭活水，唯有腳踏實地，唯創(chuàng)新者強，才能實現(xiàn)那九天攬月五洋捉鱉的抱負，實現(xiàn)我的科學的愿望與夢想，為柳州與廣西的科技建設(shè)添磚加瓦、筑起高墻。習主席說：“一代人有一代人的使命，不忘初心，砥礪前行。”我愿以我所學，為國家科技創(chuàng)新之宏偉藍圖點亮我的那一份光點！
