“小巨人”跑出产教融合“加速度” 北职大跨学科攻坚打造多功能人形机器人

在人形机器人应用场景日趋丰富的当下，北京科技职业大学（以下简称“北职大”）的校园里，一场与时间的激烈赛跑、多学科智慧碰撞的创新实践震撼“出场”——由北职大机电工程学院机器人设计创新团队研发的“0306小巨人”机器人迈出“一大步”，从校园跑到了全球首个人形机器人半马比赛跑道上。在收获了众多“粉丝”的同时，更是助力学校借产教融合之翼，向全社会递出了一张职业高校服务新时代首都发展建设的闪亮名片。

紧迫任务下的创新集结

2025年4月，2025北京亦庄半程马拉松暨人形机器人半程马拉松比赛将在北京经济技术开发区（北京亦庄）开跑的消息，如巨石投入平静湖面，打破了人形机器人行业的平静。地处北京亦庄的北职大迅速捕捉到其中蕴含的机遇与挑战。“这是绝佳契机，既能让学生学以致用，又能展现学校机器人领域研发实力，助力首都机器人产业发展。”学校领导在启动会上的话语掷地有声。

然而，留给团队的时间仅有短短一个多月。面对这一看似不可能完成的任务，团队成员毫不退缩，团队负责人邱钊鹏目光坚定地表示：“时间紧、任务重，但我们有信心，因为背后有学校的全力支持和多学科融合的强大力量。”

学校即刻行动，从机电一体化技术、机械制造及自动化、工业互联网应用、服装设计等多个专业抽调骨干，组建起一支由11人组成的跨学科精英团队。团队中，既有深耕机器人领域多年的资深教师，也有充满创意与活力的“00后”学生。在实验室里，大家围坐在一起，热烈讨论研发方案。教师张恩华提出：“我们要让‘小巨人’既有灵活身手、聪明大脑，还要颜值在线。”思维的火花不断碰撞，一个融合多专业优势的研发方案逐渐成形：机电一体化技术专业教师主导运动控制算法开发，机械制造及自动化专业教师负责轻量化结构设计，工业互联网应用专业教师开发远程运维系统、人机交互界面并集成人工智能技术模块，艺术设计学院服装设计专业教师则为机器人设计兼具功能性与科技感的服装。

技术攻坚突破重重难关

研发之路布满荆棘，每一步都充满挑战。机械结构设计是“0306小巨人”的根基。为了让这个身高75厘米的小家伙能灵活奔跑、稳定行走，团队在关节设计上费尽心思。教师刘帅带领学生反复试验，最终采用刚柔耦合关节技术。“这就像给机器人关节赋予弹性，既能精准控制运动，又能在不平整路面缓冲，实现拟人化180°大角度运动范围。”他在展示关节模型时介绍道。为减轻重量，团队对每个零件都进行极致优化，机器人手臂内部原本直径5毫米的圆环形空隙，经无数次受力分析和设计调整，缩小至2毫米左右，成功减重30％。外观设计上，刘帅还为“小巨人”增加脖子、小蛮腰等元素，头部装上电子显示屏作为眼睛，萌态造型吸睛无数。

在感知系统和控制系统方面，工业互联网应用专业的教师王沛东认为，要让“0306小巨人”像人一样感知环境、做出正确决策。通过多传感器融合环境建模技术，集成语音识别与听觉感知模块，使得“小巨人”实现了10米范围内人机对话，能与观众友好互动。基于强化学习与机理控制融合的全身协调控制系统，让其在奔跑中具备较强鲁棒性、适应性和人机互动性。但测试中却发现，“小巨人”面对外部干扰时稳定性不足，团队又投入新一轮攻关。经过无数日夜奋战，创新应用基于模型预测控制（MPC）的抗干扰技术，通过系统模型预测未来状态，优化控制输入抵消干扰，确保机器人稳定行走。那段时间，实验室成了团队成员的第二个家。工业互联网专业大二学生任天赐回忆说：“我们经常调试到忘记时间，一抬头就凌晨了。”与此同时，大家还利用课间、午休等碎片时间研讨方案，食堂餐桌也成了临时会议区。教师程雪梅感慨：“虽然辛苦，但看到‘0306小巨人’一点点成长，所有付出都值得。”

经过日夜鏖战，北职大“0306小巨人”如期亮相2025北京亦庄半程马拉松暨人形机器人半程马拉松的排位赛演练现场。比赛当日，“小巨人”身着科技感服装，迈着稳健步伐，一边奔跑一边唱歌一边与观众挥手打招呼，可爱模样瞬间成为全场焦点。“看，那个小机器人好可爱，跑得还很稳呢！”观众纷纷拿起手机拍照，赞叹声此起彼伏。

赛场绽放彰显多元价值

“这场比赛对北职大意义深远，主要体现在提升学生教育水平、提高专业建设能力和强化产教融合三个方面。”学校相关负责人认为，这是一次成功的实践教学。

研发过程中，学生们将理论与实践进行了紧密结合，任天赐对此深有感触：“以前学《机电设备安装与调试》很抽象，这次亲手操作，才明白每个步骤关键，也锻炼了解决问题的能力。”值得一提的是，“0306小巨人”的研发成果也为专业发展注入新活力。学校将研发中的技术难题及解决方案融入教学，丰富课程内容，为机器人相关专业提供前沿实践案例。机电工程学院院长黄敦华在专业建设研讨会上提出规划：“依托机器人和智能制造产业学院，申办建设更多相关专业，开设机器人感知技术、建模与控制等交叉融合微专业课程，培养高端技能人才。”

“此次比赛中，作为唯一参赛的职业本科院校团队，北职大在比赛中脱颖而出，吸引众多媒体关注，树立了职业教育领域创新发展的良好形象。”据学校领导介绍，比赛还为学校与行业企业搭建了合作桥梁——与北京亦庄机器人科技产业发展有限公司签订校企合作协议。双方将在科技创新、技术服务、人才培养等方面深化合作：联合成立研发中心攻克机器人关键技术，学校为企业提供技术咨询、培训服务推动成果转化，依托产业学院创新“五位一体”人才培养模式，为企业输送高素质专业人才等等。学校领导在总结会上表示：“通过这次比赛，我们看到跨学科融合和产教融合的巨大潜力。未来，我们将继续深化改革，加强合作，为北京经开区打造全国机器人产业高地贡献更多北职大力量。”

北职大“0306小巨人”机器人的诞生与成长，是北职大服务新时代首都发展建设的生动实践。它见证了师生的创新精神与拼搏努力，也为学校在机器人领域发展开辟新道路。未来，北职大将以“0306小巨人”为起点，在机器人研发与教育创新赛道上加速奔跑，为首都科技创新和产业发展续写精彩篇章，向着更高目标奋勇迈进。（图文：金兰）