【挑大学 选专业】机器人工程专业：高度复合交叉兼容并包充满活力

  嘉宾：北京建筑大学机电与车辆工程学院教授秦建军 ;北京建筑大学机电与车辆工程学院副教授单晓微

  我国从2013年开始慢慢的变成了工业机器人的最大市场，服务机器人市场也占到全球的四分之一。我国早在1986年的863计划中就设置了机器人专题，这些年科技部的重点研发计划设置了一系列的机器人专项，很多的项目都是由企业主导，希望可以探索出一套咱们国家机器人产业的产学研用的新路径。以前培养的机器人方面的人才主要以博士、硕士等研究型人才为主，而技术开发及应用型人才的培养断层严重，仅工业机器人领域每年就需要3万名以上的从业人员。因此，我国从2015年开始设置了机器人工程本科专业，目的是希望能够补齐机器人专业人才培养的不足。

  “机器人”虽然包含“人”字，但在各个国家和各个时期的定义里，都没有“人”的属性。一个常用的定义可以说，机器人指能自动运行任务的人造机器设备，用以取代或协助人类工作，一般会是机电设施。事实上，机器人在功能、尺寸、应用具有的多样性，使得机器人涵盖的范围之广，可能是超出常人认知的。

  单就“应用”这个范畴而言，IEEE美国电气电子工程师学会给出了15中常见的机器人分类，包括：航空航天机器人、消费级机器人、灾难响应机器人、无人机、教育机器人、娱乐机器人、外骨骼机器人、类人机器人、工业机器人、医疗机器人、军事与安全机器人、研究型机器人、无人驾驶汽车、远程呈现机器人、水下机器人。这里面无人机、无人驾驶车、外骨骼，都是机器人的一大类。

  机器人是一个高度复合交叉的学科，需要机器人学、力学、机械设计、控制理论、嵌入式系统、计算机科学等等专业相关知识，是一个兼容并包充满了许多活力的学科。同时，越是快速地发展的学科，就越是有国际程度广泛的研究和关注，英语的掌握和应用会打开世界的大门。

  1、注重基本功的训练，围绕机器人的几个大部分需要把相关课程开足，比如结构设计，我们设置了机器人学、力学、机械设计、材料等课程，再比如机器人感知与控制，设置了传感与控制技术、控制工程、Matlab等课程，机器人编程方面，我们设置了离散数学、C语言、工业机器人编程等课程。

  2、特别强调实践环节的比重，机器人是实用性学科，不能纸上谈兵，需要学生去动手设计、编程、竞技等等，因此，一个核心课程都安排了特殊的比例的随堂实验，还安排几个环节的综合实验，比如工业机器人的综合实验、机器人系统的综合实验等8个综合实验，这和同类高校比是相当高的，还鼓励学生去参加各类机器人相关的科技竞赛。

  3、突出我们的行业特色。建筑业还是一个劳动密集型的行业，因此机器人在建筑领域的潜力很大，如刷墙、抹灰、贴砖等等将来都可能会由机器人代替，因此我们开设了建筑机器人相关课程。

  1、 重视实验条件建设，我们有焊接、石刻、木雕等工业机器人，还有根据这个新专业的建设需要新配置了一些服务机器人。

  2、 给学生充足创新实践机会，2004年就设置了全校第一个学生创新基地，机器人一直是这个基地的特色，也获得很多国家级和北京市竞赛的奖励，比如挑战杯、全国机器人大赛等等，很多学生要在这个基地待好几年。

  3、 是有专门的机器人教师队伍，这些老师都有机器人相关的教育研究背景，这样才可以保证我们培养出的学生是专业的，就像现在小孩子报钢琴都想找个钢琴专业老师一样。

  4、 制度保证，比如导师制和基于项目的学习。导师制就是从学生入校以后，专业老师就会给学生一些选题，学生利用课外时间在老师的指导下做一些题目的探究。老师是引导者的角色，鼓励学生自己去创新和探索，给他们充分的自由度，一年一个周期。基于项目的学习是一部分喜欢动手和创新的同学可以有自己的工作空间，这是由他们自己来管理的，可能是为了参加竞赛，也可以参与老师的实际课题。

  机器人在各行各业中发挥逐渐重要的角色，对机器人工程专业的毕业生对应的企业或者行业做一个划分。

  一类是机器人的研发生产企业；第二类是需要机器人赋能的行业，需要大量的物流机器人，建筑行业需要大量的建筑机器人；第三类是需要机器人化改造的行业，比如无人驾驶车，实际就是机器人化的汽车。智慧农业中也需要大量机器人化的农业机械。第四类是我们各种应用机器人的场景中需要机器人的技术服务和保障人员。这几个方面来看的话，机器人专业技术人员的岗位是百万级别的。

  本科生更注重专业基础知识的学习、解决复杂问题能力的锻炼、以及可移植能力的培养。这样在机器人工程相关的所有的领域，都能具有扎实的基本功和快速适应转化的创造力；在研究生层面，就会有研究侧重点以及某一科学问题的理论突破，产生新的知识和方法。

  1、由于机器人领域的快速地发展和宏大的前景，国内外都在吸引年轻学者的加入，各个高校都在不同的院系结合机器人工程开展着相关研究。国外的话，通常在机械学院下属能够找到机器人实验室和相关的课题组。在国外，学生在本科阶段，就可以参与到国外高校机器人实验室的实习项目中来，这种实习项目的完结是有独立设计和亲手构建的实物机器人样机来支撑的。我们学校的机器人专业也是进行了愈来愈普遍深入的国际交流合作，致力于为学生打造更多的深造机会。

  2、国外深造的话会在基础理论的贡献上以及前沿概念的实现上很重视。同学们不用感到有压力，就是实干，机器人工程的深造既循序渐进水到渠成，又可以不拘一格勇为人先，这也算是北建大机器人工程专业培养的愿景。

  3、机器人工程是一门快乐的学科，不止是给别人处理问题，更是在自己的每一个进步中感受成就感。

  好奇心，是所有搞科学探索都需要的素质，这样就能比别人探索得深，发现真相快。

  企图心，是指要梦想够大意愿够强，对于快速地发展、涵盖广泛、上无上限的机器人工程，可以有勇为天下先的雄心壮志。

  同理心，我们搞工程专业都要有一个工程师的社会责任感和爱心，想他人所想苦他人所苦，才能用机器人科学与技术设计解决人们的困难，而不会成为冷酷的科学怪人。

  学习力，由于学科的交叉融合，需要想学、爱学各种相关学科知识，做个有深度的“杂家”；有的同学也许会有畏难情绪，有一个谚语，“It’s not rocket science”，形容也没有火箭科学那么难。只要肯学也不难， 学之，则难者亦易矣，或早或晚都能学会，走在自己的时间轴里，而且有门槛的往往有意思，复杂的才难人寻味、精彩纷呈。