10月16日至18日,2026中国机器人大赛暨RoboCup机器人世界杯中国赛(中国机器人大赛赛区)在杭州高新区(滨江)举行。昆明理工大学冶金与能源工程学院冶金节能减排创新团队在“具身灵巧操作”赛项“五指灵巧操作——艺术技能挑战”项目中,以决赛满分的成绩夺得全国第一名,实现了学校在该赛项上的新突破。
本届大赛由中国自动化学会、国家具身智能应用中试基地主办,与首届全球具身智能应用创新挑战赛“二赛合一”,共设22个赛道、60个赛项和3个企业独立赛项。中国机器人大赛自1999年创办,已连续举办27届,是我国影响力最大、综合技术水平最高的机器人学科竞赛之一。本届赛事初赛于8月收官,吸引全国380所高校约2.8万名学子参与,近5000名选手晋级在杭州举行的总决赛,围绕机器人在真实环境中如何感知变化、作出判断、完成操作展开比拼。
“五指灵巧操作——艺术技能挑战”以非遗毛笔书画为载体。按照赛项规则,所有参赛队统一使用六轴协作机械臂、五指灵巧手和组委会提供的视觉系统,硬件参数完全一致,只能通过算法与控制策略一较高下。初赛“画龙点睛”环节,机器人要自主完成取笔、握笔、蘸墨,在龙形图案上精准点出龙眼,墨点越贴近眼睛轮廓,得分越高;决赛“古诗书法”环节,机器人需在300秒内握持毛笔,在田字格纸上完成指定古诗的楷书创作,由裁判逐字评定笔画完整性与结构规范性。赛项重点考查多指协同抓取、力控握持、视觉识别定位、连续轨迹规划、手眼协调与任务决策能力,是对具身智能“感知—决策—执行”闭环的一次综合检验。硬件没有差别,差距只能来自算法与控制策略的“软功夫”,这让比赛成为一场硬碰硬的实力较量。
在团队看来,写毛笔字看似简单,实际上是一连串高精度的闭环控制。毛笔笔锋柔软、接触状态多变,既要握得稳,又要写得准,任何一个环节的微小误差都会在纸面上被放大。为让机械臂“学会”写毛笔字,团队把任务拆成识别、抓取、蘸墨、书写、收笔五个环节逐一攻关:在感知环节,针对赛场俯拍视角和浅灰色田字格,建立纸张与字格的精确识别与定位,实时校正笔尖位置;在力控环节,针对毛笔笔锋的柔顺接触特性,建立握笔力与书写压力的闭环调节,避免“下笔过重墨洇一片、下笔过轻笔画断续”;在规划环节,把楷书笔画拆解为起笔、行笔、收笔的标准动作,生成连续平滑的书写轨迹;在决策环节,对取笔、蘸墨、书写、补笔进行任务编排与时间分配,确保在有限时间内完成更多有效字数。备赛期间,团队在实验室搭起与赛场一致的工位,反复调试参数、复盘每一次失误,把“写歪的一笔”变成算法迭代的依据。
该团队由徐建新教授指导,成员由刘琦、王一然、杨诏谅、杨森远组成。备赛期间,队员们白天调试设备、晚上分析数据,在一次次失败中打磨系统的稳定性与鲁棒性,最终把实验室里的“能写”变成了赛场上的“写得稳、写得好”。
决赛现场,机器人稳定完成取笔、蘸墨与连续书写。从过程性得分到书写质量,团队全程保持领先,最终以满分成绩夺冠。领先体现在整条任务链的稳定性和完成度上——从精准点睛到连续书写,机器人几乎没有出现失误,这是团队在备赛中反复打磨的结果。
赛场之外,团队把目光投向更“硬”的工业现场。长期以来,智能冶金更多解决的是“看得见、算得准”的问题。冶金与能源工程学院在铜冶炼终点判断、智能配矿、冰铜品位预测等方向形成了扎实的产学研积累,“智慧眼”正逐步替代依赖人工经验的判断。但在冶炼放料、加料、取样、开堵口、清渣等“动手”环节,高温、粉尘、强噪声和狭窄空间仍然把人挡在前面,现有专用机械柔性不足、换产调整困难。在团队看来,灵巧操作补上的正是智能冶金从“感知—决策”走向“精准执行”的关键一环。
按照团队设想,比赛中形成的多指协同抓取、力控、视觉伺服和轨迹规划能力,可以迁移到冶炼放料等场景:面向不同规格的料仓、料口,实现物料的柔性抓取与定量投放;通过力/位混合控制完成放料口对接、开堵与清理;结合视觉识别料流状态,及时发现堵料、溢料等异常并自主处置,减少高温区域的人工作业。尤其值得一提的是,赛项设置的全自主与遥操作两种操控模式,与工业现场“高危工位无人化”和“人机协同远程作业”两类需求高度契合,为技术在企业的落地提供了现成的两条路径。下一步,团队将依托学院在铜冶炼领域长期积累的产学研合作基础,先在铜冶炼放料、取样等工位开展原理验证和场景适配,再逐步向其他高温、高危工序推广,让“会写毛笔字的手”在冶炼现场干起精细活。
此次获奖,是冶金与能源工程学院推进“冶金+人工智能+机器人”交叉融合、以赛促学促研促用的又一成果,也是学校深化创新创业教育改革、提升学生工程实践能力的生动体现。学院将以此为契机,进一步加强具身智能与冶金过程控制交叉方向的人才培养和科研布局,推动竞赛成果向教学案例、科研课题和企业应用转化,为学校“双一流”创建和云南有色金属产业智能化升级贡献力量。