“将农业、机械工程、人工智能等学科门类有机融合，实现对大豆全球表面瑕疵的动态在线检测，相比传统机器，这一系统既提高了选种效率，又在节约成本的同时提高了大豆的单产量，对实现农民增收增产，保证我国粮食安全具有重要意义。”
　　11月18日，在第十五届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛赛场内，孙笠然正在向评委陈述作品，他是特等奖《基于视觉技术的大豆种子球表智能检测与自动选别系统》项目的负责人。熟练的表达，自信的神情，好像刚刚进场时的小插曲不曾发生———参赛机器从哈尔滨运送至上海后需要重新组装，机器的运作对精准度要求极高，调试起来也比较繁琐，当在赛场内其他项目组都已经做好准备的时候，孙笠然和其他五位团队成员还在调试机器。“自旋转机构是整个机器的亮点，可以让每一颗黄豆籽粒进行不定轴旋转，来实现对大豆的全方位检测。我们一定要让它对大豆的剔除效果充分发挥出来，让评委们看得清楚看得明白。”在指导教师权龙哲的鼓励和帮助下，团队成员们不断调节着装置的角度和斜度，直到机器恢复到了在实验室时的状态，作品得以完美展示。经过评委审定，他们最终获得本次大赛东北三省高校唯一特等奖，实现了历史性的突破。层层选拔，我们成为战友特等奖作品的背后是一支小而精的队伍，六名成员，分别负责机器的视觉系统、机械设计和自动控制。分工明确，配合默契，他们用战友形容彼此，“对机电相同的热爱与专注使我们的关系更为紧密牢靠。”
　　2015年，在一次科技创新的宣讲会上，还在上大一的孙笠然在看到一件件构造精巧的科技作品后，科学家的梦想渐渐有了轮廓。想要加入的他接下来面临的是十分严苛的训练。“报名的200个人经过面试后就只能留下半数，之后是暑假时开展的每天12小时的集中培训，通过讲座和视频软件学习实验室所需要的基本技术理论。每十天会有一次评比，要求每个人陈述自己这段时间所做的工作和收获，由全体预备成员打分，每次评比都有人离开。我真是庆幸自己能够留到最后。”孙笠然回忆到。这样独特的拔模式由机电中心的指导教师权龙哲老师创立，不单以专业课成绩评价学生能力，旨在培养团队成员严谨的科研态度，发现其长处，挖掘其兴趣点。
　　通过考核的孙笠然和其他五位小伙伴汇聚到了这个已有七年历史的项目组中。多年来，组内成员升学就业，换了一批又一批，始终不变的是对项目研究的日益精深，从简单挑选到智能识别分析，获得特等奖的作品已是样机第五代，这也成为了一代代“挑战杯”参赛队员创新求变的见证。“对机电精神的传承不曾有过间断，所以我们的工作也不会因为学长的离开而中断。”他们口中的学长或正在清华大学、浙江大学、中国科学院、澳大利亚新南威尔士大学等国内外名牌大学深造，或已进入华为、美的、中石油等知名公司工作。项目组成员至今仍同学长们保持着联络，“我们会经常交流新观念或者分享身边的新鲜事，就像以前在实验室时一样。”负责机器整机设计的陈鑫这样说。
　　除了工作进展顺利，项目组成员间的感情也愈加深厚。一次通宵工作后，陈鑫身体吃不消，团队成员张传彬注意到之后就主动承担了他的工作，让陈鑫快点回寝室休息。“我的工作内容主要是机器供料部分和排种器的设计，和陈鑫同属机械设计部分，他平时身体比较弱，我就尽可能地多分担一些工作。”
　　有效的协作同样离不开指导教师权龙哲的监督。孙笠然负责视觉系统程序化处理，是整个系统的核心部分，同时担任负责人的他与权老师的沟通最频繁，受到的批评也最多。“我需要向权老师汇报整个项目的进度和我所负责的视觉策划部分的进展，老师一直强调这一部分的稳定性和准确性，如果我使用方法不得当，他会很严厉地批评我，来端正我的科研态度。”
　　在理性严谨的科学研究里，也并不缺少温情时刻。今年中秋节的夜晚，项目组正在实验室里为终审决赛做准备，其他项目组的成员也像往常一样工作着，直到权龙哲老师拎着月饼和水果气喘吁吁地出现在办公室门口，大家才意识到这个节日的来临，回忆起当时的情景，孙笠然至今都能感受到余温。在不断试错中创新到达终审决赛现场后，通过对竞争对手的作品的了解，权龙哲老师和项目组成员对得奖已然很有把握。“大多的作品是技术的积累，而我们的作品有核心创新点，这应该是我们的最大优势。”成员张传彬介绍道。
　　传统种子分选系统只能对大豆的颜色、大小、粒型等平面特征进行选别，无法对种子表面缺陷进行检测。针对这一问题，项目组进行了三点创新，一是使用带式摩擦分选装置对残缺与完整大豆垂向分离；二是利用不规则类椭球体交替周向旋转机构对球表的任何表面进行检测；三是视觉动态检测系统应用组合算法实现大豆全球表动态扫描检测。直到现在，权龙哲与项目组成员仍然认为这项技术没有完全成熟，还有改进的空间，但正是这些完全由同学们提出的概念和方式，具有新意，赢得了评审专家的赞誉。
　　三个亮点的源头是无数次的试错。进入实验室后的一段时间内，权老师正在美国进修学习，在一次与他的视频会议中，项目组得知国外目前可以做视觉的硬件化，这给他们接下来的研究提供了一个全新的方向。“当时我们有两个月的自学时间，我就想利用这段时间来学习这项新技术。”负责控制系统搭建的徐志彤着手准备起来，从咨询学长到上网找资料，他发现相关内容少之又少，而且掌握全部知识需要一年的时间。时间受到限制，徐志彤只好在所有知识中挑选出自己项目所需要的技术来学习。“因为存在去伪存真的过程，网上有些资源不靠谱，只好一个一个去试，试错就能占据我整个学习过程的一半。”那段时间，为了快速掌握技术，他加入到各种技术群中，在群内交流学习，还常常与权老师进行视频讨论，由于时差，结束时往往是电话两端的凌晨或深夜。
　　经历过数不清的挫折和失败，两个月后，徐志彤将亲手制作的芯片放入机器中，代替电脑进行操作，当他按下按钮，看到机器开始自动处理的一刻，既激动又兴奋。这样的突破提高了机器的运作速度，降低了生产成本，作品也因更具工艺设计美感。他马上拿起手机，第一时间通知了项目组其他成员和权龙哲老师，让大家一起分享这来之不易的喜悦，这一幕也深深铭刻在了每名队员的心底。
　　虽然知道会得奖，但特等奖对他们来说是意外收获。作为课外学术科技作品赛事，“挑战杯”规格高、影响大，评委均为来自国内大机械工程领域的专家，包括航空航天、兵器、精密仪表、海洋平台等学科，但从来没有农业工程类的专家参与其中，“在大的机械工程领域，从时代发展的战略意义上来讲，我们本是微不足道的”。在这种情况下，与清华北大等顶尖学府同台较量后，得到的认可让每一位参赛者无论是对自己还是对研究都增添了更多的信心。“挑战杯”告诉我们的是永不满足，继续前行大四的张天宇是项目的视觉系统顾问，他以三年综评专业第1名的成绩获得了“中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室”直博研究生录取资格。回想贯穿大学四年的实验室生活，曾任机电研究中心部长的他满是感慨。挑战杯让他学会了如何平衡上课、考试、做项目三者之间的关系，不给自己偷懒和放松的余地；也让他获得了看待专业知识的另一种视角，相比在课堂上泛泛地听讲，他更希望自己能够提出富有创新性的问题。
　　肖术明负责视觉系统的硬件化搭建，他将成为实验室的一员看作是对自己潜质的认可，因为权老师常常告诉他们，参加“挑战杯”是对一个人品德、耐力、技能、审美、统筹、表达六个方面的综合考量。“挑战杯让我收获了成长，做项目的过程中我有意识地去锻炼提升这几个方面的能力。虽然拿了最高奖项，我还是有很远的路要走，挑战自我是最重要的事。”
　　不满足于当下是整个团队共同的精神动力，获奖后，权龙哲更多地把功夫用在了对这次获奖的思考和总结上，相对于七年前，他对大学生科技创新赛事有了更加深入的反思：“原来我们看到的是表面的热闹景象，比赛现场就如同一个大型的博览会，我们能看到大型的机器人、大型的收割机、收获机、甚至是钻井平台，最初很让我们神往，但是多年的比赛经历让我们意识到，专家评委所考察的不是对现有技术的复制，而是如何创新，比方说当你想去研发一辆汽车，但是这项技术已经很成熟了，努力也就没了意义。所以今后我们会将如何解决实际问题放在工作的首位。”在权龙哲的推动下，机电研究中心已经展开了对人工智能技术的深度探索，目前，基于多年的技术累积，可以行走于田间的智能机器人已经在研发当中，“这样的机器人可以像人一样在田地里自动识别作物与杂草并进行处理，国外已经在做了，我们以前不敢想，但现在的科研水平和经费都具备了实力。”
　　走进机电实验室，同学们正专注于电脑前，开始系统自学人工智能相关知识，实验室里又恢复到了赛前的忙碌与静谧。如何打开眼界、革新思维是机电研究中心所有成员始终面对的问题，新的形势催生出的危机意识让他们把这次历史性的突破变成了过去式。
　　（撰稿/张凯慧 整理/杨悦）