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“兩棲機(jī)器人”,聽(tīng)起來(lái)是個(gè)高科技產(chǎn)物。但是在全國(guó)第十一屆“明天小小科學(xué)家”競(jìng)賽中,因?yàn)樵O(shè)計(jì)了“可變輪輻水陸兩棲移動(dòng)式機(jī)器人”而獲得一等獎(jiǎng)的北京八中女孩董美麟,卻是個(gè)從沒(méi)接觸過(guò)工程設(shè)計(jì)的“門(mén)外漢”。一個(gè)非專(zhuān)業(yè)的小姑娘,如何成了“機(jī)器人小專(zhuān)家”?
講述者:北京八中高三學(xué)生董美麟
喜歡看F1賽車(chē)轉(zhuǎn)播
像很多如今的高中生一樣,在我的小學(xué)階段,爸爸媽媽也給我報(bào)了很多興趣班。比如彈鋼琴、跳舞,但是我一個(gè)都沒(méi)堅(jiān)持下來(lái),因?yàn)槲矣X(jué)得不喜歡?,F(xiàn)在身邊很多同學(xué)都在后悔,為什么自己小時(shí)候不堅(jiān)持彈鋼琴、不堅(jiān)持畫(huà)畫(huà),可我對(duì)放棄的東西從來(lái)沒(méi)后悔過(guò),因?yàn)槲抑滥切┎皇俏疑瞄L(zhǎng)的。
初中時(shí)我有個(gè)同學(xué)喜歡F1賽車(chē),在同學(xué)的影響下我開(kāi)始看賽車(chē)轉(zhuǎn)播,一看就上癮了。也許對(duì)許多人來(lái)說(shuō),賽車(chē)實(shí)在是個(gè)無(wú)聊的節(jié)目,看著那些車(chē)?yán)@著相同的賽道一圈一圈地跑,一場(chǎng)比賽要繞幾十圈,很枯燥。但是我卻很喜歡,看著賽車(chē)一圈圈越跑越快,真是激動(dòng)人心,它們?yōu)槭裁茨苓_(dá)到那么高的速度呢?
升入高中后,北京市實(shí)施的一個(gè)科技后備人才項(xiàng)目從各中學(xué)挑選學(xué)生,可以進(jìn)入大學(xué)實(shí)驗(yàn)室參與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,還能得到大學(xué)導(dǎo)師的指導(dǎo)。我幸運(yùn)地入選了這個(gè)項(xiàng)目,在填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)室志愿的時(shí)候,我選擇了北航機(jī)器人研究所。
從零開(kāi)始設(shè)計(jì)機(jī)器人
當(dāng)時(shí)的我對(duì)工程一竅不通,高一那年一月份,我第一次走進(jìn)了北航的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室,看到研究人員使用的各種精密儀器以及制作出來(lái)的各式復(fù)雜的機(jī)器人,我被吸引住了。之后不久,我們開(kāi)始選擇自己的課題。我想了很久一直難以確定。最開(kāi)始我想研究汽車(chē)安全氣囊問(wèn)題,但因?yàn)樯婕暗饺梭w力學(xué)等問(wèn)題,我的知識(shí)水平很難達(dá)到;之后我又想設(shè)計(jì)個(gè)靠太陽(yáng)能控制開(kāi)關(guān)的窗簾,導(dǎo)師說(shuō)太簡(jiǎn)單了。最后,在看過(guò)一個(gè)國(guó)外的履帶式機(jī)器人視頻之后,我決定設(shè)計(jì)個(gè)“無(wú)敵機(jī)器人”。
最初我的想法是希望自己的機(jī)器人是水陸空全天候工作的,導(dǎo)師聽(tīng)了我的設(shè)想開(kāi)玩笑說(shuō):“這個(gè)設(shè)計(jì),你做夢(mèng)的時(shí)候可以這么做。”于是我放棄了這個(gè)偉大的方案,決定做水陸兩棲機(jī)器人。
完全是“門(mén)外漢”的我,開(kāi)始憑自己的想象設(shè)計(jì)圖紙。既然是水陸兩棲,我希望在陸地上跑動(dòng)的輪子,在水里能打開(kāi)變成槳葉。兩個(gè)星期之后,我把第一次的設(shè)計(jì)方案交給導(dǎo)師,導(dǎo)師看了看說(shuō),你設(shè)計(jì)的這個(gè)輪子是無(wú)法打開(kāi)的,因?yàn)樗年P(guān)節(jié)沒(méi)法活動(dòng)。怎么才能讓關(guān)節(jié)靈活打開(kāi)?一個(gè)圓的輪子,如何能簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)變化?我忽然想到了圓形的雨傘,雨傘的傘骨不是能夠收放自如嗎?回到家我立即拿出雨傘研究結(jié)構(gòu),根據(jù)雨傘的結(jié)構(gòu)畫(huà)出了新的設(shè)計(jì)圖。
這次的設(shè)計(jì)方案終于過(guò)關(guān)了。但是要把它變成實(shí)物,需要畫(huà)出專(zhuān)業(yè)的圖紙交給工人去制作零件。我用圓規(guī)直尺按1比1的比例畫(huà)了一份想當(dāng)然的圖紙,但這樣的圖紙雖然很形象,工人卻完全看不懂,因?yàn)闆](méi)有尺寸、沒(méi)有細(xì)節(jié)要求、沒(méi)有標(biāo)注和說(shuō)明。畫(huà)工程圖紙是一項(xiàng)專(zhuān)業(yè)性非常強(qiáng)的工作,我從來(lái)沒(méi)學(xué)過(guò)。在研究生輔導(dǎo)員的幫助下,我開(kāi)始學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)繪圖。在觀摩完研究生們的繪圖之后,我把軟件教程帶回家,每天晚上自己摸索,但白天看別人似乎很簡(jiǎn)單就完成的畫(huà)圖過(guò)程,自己操作起來(lái)卻覺(jué)得無(wú)從下手。我不喜歡做事留尾巴,總是覺(jué)得還有一點(diǎn)就畫(huà)完了,一定要畫(huà)完再睡覺(jué)。有時(shí)候只為了畫(huà)出幾個(gè)等距的圓孔,要熬到半夜一兩點(diǎn)鐘。
爸爸媽媽幫忙淘材料
在將機(jī)器人圖紙變成實(shí)物的過(guò)程中,我也遇到不少困難。首先是找不到原料。為了能在水上浮起來(lái),我想用塑料做原料,但是找遍了周?chē)纳痰?,沒(méi)有賣(mài)那么大塊塑料的。最后還是爸爸媽媽到建材市場(chǎng)去轉(zhuǎn),才終于淘到了一大塊塑料。
我的圖紙畫(huà)得很精確,工人們做出來(lái)的零件,我很快就按設(shè)想組裝成了機(jī)器人。但是我也遇到了許多小問(wèn)題,例如因?yàn)橥氨谔穹诺剿锔〔黄饋?lái),我又修改設(shè)計(jì)加裝了一個(gè)浮力桶;再比如機(jī)器人的電機(jī)需要防水開(kāi)關(guān),但是我買(mǎi)的所謂防水開(kāi)關(guān)卻并不防水;還有為了增加機(jī)器人的動(dòng)力,我在北京市競(jìng)賽之后還更換了更大功率的電機(jī)……在進(jìn)行“小小科學(xué)家”競(jìng)賽之前,我的機(jī)器人大大小小地改動(dòng)有幾十次。
下個(gè)月將赴美國(guó)參賽
高一下半年和整個(gè)高二,我過(guò)得非常緊張。因?yàn)楫?dāng)時(shí)已經(jīng)決定出國(guó)讀大學(xué),要準(zhǔn)備各種出國(guó)考試,參加外語(yǔ)培訓(xùn)班。同時(shí)我還不愿放棄高中課程,平時(shí)的功課也不能松勁兒,高二還有幾門(mén)會(huì)考。再加上要研究水陸兩棲機(jī)器人,我總覺(jué)得時(shí)間不夠用,經(jīng)常夜里一兩點(diǎn)鐘才睡覺(jué)。
我覺(jué)得自己似乎天生有這樣的能力,可以把自己選擇的事情都安排好,并一步步達(dá)到自己的目標(biāo)。
高一的期末考試,我的物理考了滿(mǎn)分;高二我考完了SAT2;其間我的水陸兩棲機(jī)器人參加了北京市科技創(chuàng)新大賽并獲得一等獎(jiǎng),接著完成了“小小科學(xué)家”所有的材料準(zhǔn)備和申報(bào)。
在獲得“小小科學(xué)家”一等獎(jiǎng)之后,我又報(bào)名參加了英特爾國(guó)際科學(xué)與工程大賽并且已經(jīng)成功入選,現(xiàn)在我正在對(duì)機(jī)器人做更完美的修改,下個(gè)月我將代表中國(guó)學(xué)生去美國(guó)參賽。
申請(qǐng)美國(guó)大學(xué)工程專(zhuān)業(yè)
初中畢業(yè)的時(shí)候,我開(kāi)始考慮自己的未來(lái)。當(dāng)時(shí)我已經(jīng)發(fā)現(xiàn)自己對(duì)機(jī)械和工程特別感興趣。那年暑假,我和一位上高中的學(xué)姐聊天,她告訴我正在準(zhǔn)備出國(guó)材料。我忽然覺(jué)得自己也應(yīng)該去國(guó)外讀大學(xué),開(kāi)闊一下眼界。畢竟國(guó)外的工程學(xué)水平比較高,而且國(guó)外的教育方式可以讓我學(xué)到更新鮮的知識(shí)。在做了各方面的了解之后,我打定主意要在高中階段完成托福和SAT考試,申請(qǐng)國(guó)外大學(xué)。
當(dāng)我和父母談?wù)撨@個(gè)問(wèn)題時(shí),他們開(kāi)始是反對(duì)的。畢竟我是他們唯一的女兒,媽媽舍不得我離開(kāi)她。初三的暑假,我一直在詳細(xì)地給爸爸媽媽分析形勢(shì):去國(guó)外可以增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí),想學(xué)工程還是應(yīng)該出去學(xué);國(guó)內(nèi)很多大學(xué)生一畢業(yè)就失業(yè),與其大學(xué)畢業(yè)走不如高中畢業(yè)走;到國(guó)外讀研究生很難再創(chuàng)新,而從本科開(kāi)始讀,不僅能更早接觸國(guó)際化教育,還有時(shí)間多看看、多玩玩;像我這么有目標(biāo)又能自覺(jué)付諸行動(dòng)的孩子,即使去國(guó)外讀書(shū)也不會(huì)出岔子……最后爸爸媽媽終于被我說(shuō)服了。
高三上半學(xué)期開(kāi)始寄送國(guó)外高校的申請(qǐng)材料,我獲得的“小小科學(xué)家”一等獎(jiǎng)并沒(méi)趕上申請(qǐng)。在所有的國(guó)外高校申請(qǐng)專(zhuān)業(yè)中,我選擇的都是航空航天和機(jī)械工程。很多人勸我:為什么不選金融呢?女孩學(xué)工程很累的,而且以后就業(yè)也困難。媽媽也希望我能考慮選擇一些金融專(zhuān)業(yè)。但是我還是堅(jiān)持自己的志愿,就因?yàn)槲蚁矚g。說(shuō)到就業(yè),我認(rèn)為在任何行業(yè),只要能做到頂尖就不愁沒(méi)法就業(yè),我相信自己會(huì)成為頂尖的人才。