大家可以都了解一下然后选择自己最感兴趣的方向。毕竟兴趣才是最好的老师。在如今人工智能为我们带来机器人技术的无限遐想,但机器人技术实际上遍布于各个领域,SLAM技术、机械臂抓取、人形与四足、大模型赋予机器人的通用与泛化能力、无人机、自动驾驶等等,建议大家先对上述各个技术进行了解。如下是一些在机器人入门阶段强烈建议阅读的指南、好文或者博客,相信在阅读过后,你会对机器人学有一个全新的认识。
一份学习报告+视频+测试题
- 学习报告: 自己学习时的笔记,能够展示出学习后的水平。
- 视频: 你所完成的demo或者做过的小项目。
- 测试题: 请提供自己的答案和实现代码。 当然,因为学习时间有限,以上的内容哪怕第一项也不是那么轻松,不过我们仍希望大家能完成加粗的内容,同时我们鼓励你使用更前沿的算法,或基于深度学习、强化学习算法的项目
提交通道: 微信联系当届负责人
ROS + 测试题 + 选其一: 导航/视觉/机械臂
ROS(Ubuntu 20.04)的安装、ROS 节点话题消息的理解、ROS 工作空间,功能包,launch 的使用等。
请在C++和Python 语言中任选一种语言作答
C++:
- 指针的本质是什么?指针有何功能和优点?可以用代码片段或文字来解释。
- “new”关键词的作用是什么,可以用代码片段或文字来解释。
- (编程题) 以下三题无标准答案,请尽量展示掌握的知识。请用C++代码实现以下题目:
- 第一题: 首先输入一个整数n,然后输入 n 个整数,最后按照与输入相反的顺序输出这 n 个整数。
- 第二题: 在 ROS 中实现 Subscriber 和 Publisher, 并实现 Subscriber 订阅 Publisher 的消息。请对其中的代码做注释。
- 第三题: 实现一个“机器人"类,结合自己所学方向自行设计功能并展示。
Python:
- 在 Ubuntu 中使用 .py 文件第一行要加什么语句,为什么?
- 简述 Python 怎么实现并调用一个类。
- (编程题) 以下三题无标准答案,请尽量展示掌握的知识。请用Python代码实现以下题目:
- 第一题: 首先输入一行字符串介绍一个人的名字和喜欢的饮料,请你输出人名字和饮料名字。例如输入一行字符串“My name is li hua and my favorite drink is orange juice.” 名字前会固定有一个"is"和"and",饮料前后会固定有"is"和"."。 程序应能输出"li hua"和"orange juice"。
- 第二题: 在 ROS 中实现 Subscriber 和 Publisher, 并实现 Subscriber 订阅 Publisher 的消息。请对其中的代码做注释。
- 第三题: 实现一个“机器人"类,结合自己所学方向自行设计功能并展示。
- 导航: 如 ROS 导航框架(move_base)和定位方法(amcl)的理解、在 Gazebo 中 进行小车导航的仿真、局部路径规划和全局路径规划的参数调整、规划方法的理解和代码的阅读。除此之外,机器人的导航与SLAM技术密不可分,这里涉及到数学理论、传感器应用等等,针对于Robocup@Home比赛,可以优先了解Fast-lio激光lidar里程计算法,这或许会成为你阅读的第一篇论文。
- 视觉: 如对机器视觉相关内容的掌握、YOLO/SAM/... 的使用、训练数据集进行物体识别等。
- 机械臂: 用 MoveIt 在仿真环境控制机械臂。建议实际操作Kinova 机械臂的仿真 https://github.com/Kinovarobotics/kinova-ros.git或者按照 MoveIt 官方教程https://moveit.github.io/moveit_tutorials在仿真中控制机械臂。
上述中无论是ROS、Python亦或其他,都是机器人学中首先需要掌握的工具,掌握工具后的下一步便是通过对机器人理论的学习,并且不断摸索向上,让自己接触到机器人领域最前沿的研究。
了解必备的数学知识、控制原理,了解机器人的构建过程,涵盖感知、控制、建模,构建完整的感知-决策-控制闭环系统设计。同时,机器人仿真也是必不可少的一部分,建议了解Gazebo、Mujoco、Isaac系列的仿真器和使用方法
在如今AI赋予了人们极大期望的时代,神经网络在机器人领域迸发出极大的潜力,未来必然是AI的时代,在上述的基础之外,对于AI在机器人当中的应用也显得格外重要和不可或缺。在第一部分兴趣中的具身智能入门指南里,提到了强化学习、模仿学习、VLA、VLN,深度学习赋能等等方面在机器人领域中的应用以及对应的推荐网站、教材,更多在此处就不多加复述了;pytorch暂时不是机器人中心考核的必备内容,但强烈建议你掌握它,并且可以尝试去复现一些基于强化学习的双足、四足机器人的仿真步态项目。可以关注的公众号: 石麻日记, 机器之心, 新智元, 量子位, Xbot具身知识库, 具身智能之心, 自动驾驶之心, 3D视觉工坊, 将门创投
上述的机器人理论更多依靠算法的支撑,除此之外,机器人是一门与世界物理交互的学科,因此机械和嵌入式也极为重要。我们中心也参与RoboMsater的比赛,机械和嵌入式更是RoboMaster比赛的核心。
C++, Python, ROS, Pytorch, Docker, Mujoco, Isaac Sim, Isaac Gym, Issac Lab, OpenCV, AutoCAD, SolidWorks, STM32, 嘉立创EDA
首先感谢大家阅读至此,上述内容是自中心创办至此,每一位成员所了解到的一些资料,希望能对刚刚进入北化的你起到作用。或许有高年级的同学看到后会意识到我们的专业课好像与上述机器人学的关系并不密切;实际上本科阶段学校的教育是以通识教育为主,要主动走出舒适圈,上述的内容确实大多需要同学们在课业以外的时间自学完成,同学们要找到合适自己的学业与科研或比赛的平衡;同时鼓励大家不局限于北化,增强搜索高质量信息的能力,认真学习准备,申请各大高校或研究院的实习生岗位,接触更多资源和认识到更多优秀的人,有一定的社交能力,建议构建自己的个人网站;同时在这里感谢所有提供帮助的老学长们,机器人中心的传承化为不言中,感激之至。
在每一位成员参加比赛或者进行科研的过程中,都会遇到这样那样的问题,有些是技术上的,比如算法的问题、代码报错的问题,有些是非技术的,比如比赛中的系统工程与队伍管理,在一次又一次解决问题的过程中,会成长为更好的自己,会在中心遇到志同道合的朋友;又可能遇到许许多多极为优秀的近龄人,但每个人都是独一无二的个体,你有着别人比不上的特殊的地方,如果在合作过程中确实遇到了优秀而内敛的同学,那么和这样的人合作是最好的学习机会。
最后,借用Neal在博士总结视频里的结束句结尾 “ 这可能是机器人与ai最好的时代,他热情高涨,他资金充足,有无数怀有梦想的人前仆后继,这也可能是最坏的时代,焦虑泡沫迷茫如影随形,但我更愿意相信这是一个重塑的时代,一个技术 梦想 与创新交汇的时代,无论潮起还是潮落,真正推动时代前行的是那些深夜还在Debug的人,无论失败多少次仍然愿意尝试的人,我愿意成为这样的人”
如果未来有出国留学想法的同学可以阅读整理的Robotics专业选校表格