基于“校企合作”的機器人創(chuàng)新平臺的建設

郭洪紅 張東波
（北京聯(lián)合大學，北京，100101）

摘要：本文介紹了本校機電學院在機器人課外科技活動、創(chuàng)新訓練計劃方面取得的成績，提出了基于“校企合作”的機器人創(chuàng)新平臺的建設。

關鍵詞：機器人，校企合作，創(chuàng)新平臺

“高等學校本科教學質(zhì)量與教學工程”要求高校推進素質(zhì)教育，著力培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。機器人是跨專業(yè)、多學科理論與技術綜合的高新技術產(chǎn)品和系統(tǒng)，是進行創(chuàng)新教育改革的理想對象。機器人創(chuàng)新平臺的建設既能滿足本科生的專業(yè)課程要求、課程設計、畢業(yè)設計課題、機器人競賽的需要，還可以在創(chuàng)新實踐活動的引導下，培養(yǎng)學生綜合應用能力、科研能力和創(chuàng)新能力，而且機器人創(chuàng)新平臺也能服務于教師的科研，對完善學校學科專業(yè)體系建設、提升學校辦學質(zhì)量等方面具有重要意義。

北京聯(lián)合大學機電學院自成立以來，在機器人課外科技活動，創(chuàng)新訓練計劃方面已經(jīng)取得了一定的成績，并在在2013年底成立機器人創(chuàng)新實驗室。但由于實驗設備、場地、經(jīng)費等條件的限制，學生對機器人領域的知識掌握有限，應用也受到限制，為此本文提出基于“校企合作”的機器人創(chuàng)新平臺的建設。對于學校來說，這種建設模式有非常重要的意義。

1機器人創(chuàng)新平臺建設的意義

1）有利于專業(yè)建設

企業(yè)的運營完全是基于市場的需求，它們更了解市場對學科專業(yè)的要求，在理論課程、實踐課程的建設方面能夠提出更有效的建議，在這樣的前提下，搭建機器人創(chuàng)新實驗平臺能為學校的學生和教師提供一個綜合的專業(yè)機器人教育和研究平臺，引導學生專業(yè)課程的學習和實踐，提高學生的創(chuàng)新能力和動手能力，完善院校學科專業(yè)體系，提升整個專業(yè)的教學水平。

2）有利于提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力

機器人設計與制作是一項綜合性、高難度的科技活動。通過學生參與企業(yè)的實習，比如機器人的設計、組裝、調(diào)試等工作，充分調(diào)動學生的積極性，發(fā)揮創(chuàng)造力，使學生在實踐中進一步提高自己的綜合能力。學生們通過實踐與交流，將所學到的理論知識應用到實際當中，提高動手能力，科研思維能力和創(chuàng)新能力。

3）有利于提高教師的科研水平

目前機器人領域縱向課題的申請多數(shù)要求解決機器人產(chǎn)業(yè)化瓶頸問題，比如，“2015年的國家高技術研究發(fā)展計劃”中有關智能機器人的幾個重點支持項目，包括“機器人RV減速器研制及應用示范”、 “移動操作機械臂核心技術研究及應用示范”等，均需要企業(yè)牽頭申報，還有“國家自然科學基金”、“北京市自然科學基金”等。如果能有相關企業(yè)提供實驗條件或配合資助，申請成功的機率會大大提高。如果能與企業(yè)加強合作，得到地方或政府資助的機率也會提高，這無疑能為教師創(chuàng)造更多的科研機會，提高教師整體的科研水平。

4）有利于參加機器人賽事

近年來，每年國內(nèi)外都會舉行各種機器人比賽，比如，中國大學生機器人技術電視大賽、RoboCup、FIRA等機器人大賽。企業(yè)有較強的將設計轉(zhuǎn)換為實際產(chǎn)品的能力，通過與企業(yè)合作的方式，能盡快檢驗學生競賽作品的可行性，縮短將設計轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實產(chǎn)品的周期，提高競賽機器人的可靠性、結構強度與精度，對于學生在機器人競賽中取得好的成績非常有幫助。

2機器人創(chuàng)新平臺建設的主要工作

通過對高水平學?；驒C構的調(diào)研，比如，北京理工大學的機器人國家重點實驗室、中國科學院沈陽自動化研究所的機器人學國家重點實驗室等，學習這些機構機器人實踐平臺的建設模式，取長補短。同時也對機器人生產(chǎn)企業(yè)進行調(diào)研，分析這些公司主流產(chǎn)品和設計理念的優(yōu)勢，與本院的人才培養(yǎng)方案相結合，選擇符合本院教學需要、教學特色的產(chǎn)品，集中進行機器人創(chuàng)新實驗室建設。

目前，學校主要與北京森漢科技機器人有限公司共同建設機器人創(chuàng)新平臺，組織相關專業(yè)的教師及學生參加專業(yè)培訓，根據(jù)學院已有的軟硬件條件開發(fā)適合本專業(yè)學生特點的基礎機器人平臺。

目前主要完成了以下幾項工作。

1）機器人創(chuàng)新實驗室的建設

機器人創(chuàng)新實踐平臺的基礎是實驗室建設，針對學院目前實驗室的資源情況及師資情況，結合已有的一些機器人實驗設備及科研成果建立一個集中的機器人創(chuàng)新實驗室，做到實驗室設備種類齊全，層次多樣，可服務于教學、競賽、產(chǎn)品研發(fā)等。主要工作包括實驗室設備類型及數(shù)量的確定、教師及企業(yè)人員的配置、待開發(fā)的機器人實驗平臺等。

根據(jù)學院各專業(yè)的培養(yǎng)方案、教學計劃、學生人數(shù)、實驗室的面積、實驗室現(xiàn)有的硬件條件，以及機器人創(chuàng)新實驗室建設的目的來確定機器人創(chuàng)新實驗室的配置方案，并確定了機器人創(chuàng)新實驗室的功能分區(qū)。

2）機器人創(chuàng)新項目庫的開發(fā)

綜合考慮學生個人興趣、專業(yè)基礎等因素開發(fā)設計各種層次和類型的機器人創(chuàng)新項目，建立一個標準的、可擴展的項目庫。設計的項目需要解決生產(chǎn)生活中的實際問題，為學生提供一個完整的從設計、仿真、加工、調(diào)試的機會，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。

創(chuàng)新項目大致有兩類：

一類是教師或企業(yè)提出一個任務，一般來自于生產(chǎn)生活的需要或者各類機器人比賽，要求機器人完成特定的任務，學生需要自己獨立完成整個設計方案，教師和企業(yè)工程師共同對學生的設計過程進行指導。

一類是完全由學生自己去發(fā)現(xiàn)問題，可以依托學校每年的“大學生科研提升項目”，結合自己的專業(yè)水平、實踐能力去開發(fā)的項目，如目前正在進行的平行四連桿移動機器人的開發(fā)。

3）校企合作方式的研究

有效利用企業(yè)和學校軟硬件優(yōu)勢，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，合作共嬴，所以需要確定明確的校企合作方式，責權分明，才能實現(xiàn)校企共嬴、互惠互利，共同發(fā)展。

與企業(yè)主要的合作方式主要有5種：

①橫向課題的開展，學校教師承擔公司委托的開發(fā)項目，在研發(fā)過程中申請的知識產(chǎn)權可協(xié)商部分為學校所有。

②學生及教師到企業(yè)實踐，根據(jù)企業(yè)的需求以及學生的特點，每年的暑假派教師、學生去公司進行企業(yè)實踐活動，全程參與機器人的設計、生產(chǎn)、銷售全過程。

③校企共同進行新產(chǎn)品的研發(fā)，根據(jù)企業(yè)需求共同進行新產(chǎn)品的研發(fā)，提高教師及學生解決實際問題的能力及創(chuàng)新意識。

④校企共同開發(fā)機器人創(chuàng)新實驗設備，根據(jù)學院學生的特點、課程的特點，學院的老師與公司專門為機器人創(chuàng)新實驗室研發(fā)機器人實驗設備。

⑤共同服務于機器人競賽，學校主要負責競賽機器人的設計，企業(yè)負責機器人的加工，縮短機器人競賽平臺的開發(fā)周期。

3依托機器人創(chuàng)新平臺取得的成果

通過機器人創(chuàng)新平臺的建設，成立了校級機器人實驗班，已完成了學生的選拔、培養(yǎng)方案及課程的制定。

校企合作進行機器人產(chǎn)品的開發(fā)，與北京森漢科技有限公司合作，在2014年重點開發(fā)了兩款機器人：一是為北京電視臺“2014最美和聲”節(jié)目開發(fā)的遞麥克的機械手；二是為某大型商場開發(fā)的大型擎天柱機器人。

利用機器人創(chuàng)新平臺的通過參加機器人比賽，培養(yǎng)出了大批動手實踐能力強的學生，他們多次在北京及全國的電子設計競賽、飛思卡爾智能車比賽、機械創(chuàng)新大賽、各種級別的機器人比賽中榮獲多個獎項，為本校贏得了較好的榮譽，大大提高了本校的知名度。

4結語

近幾年，本校的機器人創(chuàng)新平臺經(jīng)過不斷的探索和改革，取得了一些成績，總結一下有以下幾個創(chuàng)新點：

1）校企合作、產(chǎn)研結合。學校與企業(yè)共同參與機器人創(chuàng)新實踐平臺的決策、開展等，這在機器人創(chuàng)新教育方面屬于開創(chuàng)性的舉措；

2）功能綜合、應用為本。機器人創(chuàng)新平臺既可服務于實驗教學、學生創(chuàng)新競賽活動，也可用作教師的科研平臺，也是企業(yè)新產(chǎn)品的研發(fā)基地；

3）面向前沿、服務生產(chǎn)。機器人創(chuàng)新實踐平臺的科研立足于解決機器人設計、生產(chǎn)、應用當中的實際問題，在與企業(yè)的合作過程中，加速科研成果轉(zhuǎn)化，使科研成果盡快服務于生產(chǎn)。

總之，機器人創(chuàng)新平臺的實踐及成果在推進學生素質(zhì)教育方面發(fā)揮了重要的作用。機器人創(chuàng)新平臺的建設是教學改革的一種有益的嘗試，它將根本改變現(xiàn)有的實踐教學模式，充分利用教學資源，提高辦學效益，促進創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，是實踐教學改革中的重大舉措。

本文是北京聯(lián)合大學人才強校計劃人才資助項目，項目編號12210994501/002