一、创新创业实验班简介

“机器人与人工智能+”创新创业实验班创建年度为2020年，目前已经开班2期，累计有60余名学生参加了实验班的学习。实验班现有校内老师5人，校外老师3人，共与5家企业建立了联合培养和“双师”型师资队伍联合培养。2年多以来，“机器人与人工智能+”创新创业实验班培养过程形成了一定的鲜明特色，主要表现在以下几个方面：

（1）建立课内、课外双轨人才培养体系

针对选拔的学生实践创新能力薄弱等问题，校企共同创建“1+1”混合授课制度。即合作公司派出企业老师来校开展线下教学授课工作，学院配备1-3名专业老师补充开展相关教学授课工作。此外，学院重视并加强学校专业教师能力培训工作，并结合产学合作项目派出专业教师去合作企业开展机器人和人工智能相关师资培训。

（2）校企深度合作融入培养各个环节

1）企业参与课程设置方案。将实验班的教学环节划分为通识模块和实践模块。其中通识模块旨在建立起学生对对机器人相关软硬件的整体认知，实现机器人工程人才培养的通识教育。而实践教育划分为基础实践和综合实践。基础实践由企业根据应用实践归纳出常见的训练内容，并与通识模块相辅相成。综合设计模块则以实际企业相关课题为蓝本设计综合类设计内容，提升学生对相关专业知识的理解掌握与应用能力。

2）企业参与校企联合培养模式定制。采用校企培养模式联合定制的做法，根据机器人企业的相关课题和教学环节设置课程与培养方案，从而充分利用与企业共建实验室的资源和其他实验资源，从企业实际需求出发，通过需求对接，学校指导老师与企业指导老师共同引导开展研究，学生针对机器人企业中的实际问题进行实战化演练，从中更好的巩固和提高知识运用能力。

3）校企合作开发教材，实现教材融通。专业教材是实现教学目标的重要教学资源，机器人ROS系统是智能机器人开发设计的基础，现有专业教材的教学内容与学生能力提升要求存在较大差距，目前由王志文副院长牵头的ROS机器人系统团队成员正在与武汉精峰微控科技有限公司胡春旭老师等技术专家合作联合开发机器人ROS系统相关教材，待开发完成后将用于后续实验班教学，并推广至机器人工程专业和自动化专业使用。

4）校企联合培养“双师”型师资队伍。教学师资队伍是创新班建设的重要保障，专业及创新班现有教学师资队伍具有丰富的专业理论经验，但大部分教师缺乏企业实践经验，尤其是机器人新兴技术、智能机器人系统开发的教学能力，为此要通过将校内专业教师派到机器人企业进行实践锻炼，掌握最新前沿机器人技术，提升专业能力和实践能力。

（3）制定赛教结合、模式实战相结合的教学模式

校企共同建立机器人实践基地和实训平台，主要为包含多足机器人、无人机、机械臂、智能机器人设备的“机器人与人工智能+”创新创业实验平台，并结合学院建立的智能机器人实验室，为学生搭建性能优越的比赛准备场地，并通过实施赛教结合、模式实战相结合的教学模式加强学生的实践技能，提升学生的理论掌握情况和实际操作能力。鼓励实验班学生参加各种比赛竞赛和科研创新项目申报。

二、创新创业实验班培养方案

1. 培养目标

以智能机器人技术为主要培养方向，培养学生具有创新精神、创业意识和创新创业能力，以具有跨专业、多学科交叉融合能力的复合型、综合型、精英型人才为培养目标。

2. 培养要求

“机器人与人工智能+”新工科实验班，学生应具备以下能力：

（1）职业素质

1）具有良好的职业道德与职业操守，具备较强的组织观念和团队意识；

2）了解与机器人工程相关的设计、研发的法律、法规；

3）具有适应发展的能力以及对终身学习的正确认识和不断学习能力；

4）具有一定的创新意识、创新精神及创新能力；

5）具有健康的体魄和良好的身体素质，拥有积极的人生态度和良好的心理调试能力。

（2）专业能力

1）能够对已有智能机器人进行运动学、动力学分析；具有综合运用所学专业理论和技术手段分析并解决机器人工程应用的能力；

2）设计过程中能综合考虑经济、环境、法律、安全、伦理等制约因素；

3）掌握机器人与人工智能的基本理论知识， 通过系统的项目实践学习，了解机器人与人工智能技术的前沿发展现状和趋势，具备解决复杂机器人工程问题的能力；

4）能够跟踪机器人工程及相关领域的前沿技术，具备工程创新能力，能够运用现代工具从事本领域相关产品的设计、开发、生产和维护等工作；

5）掌握资料查询、文献检索及运用现代化信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的科学研究和实际工作能力。

（3）社会能力

1）具有一定的组织管理能力、较强的表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力；

2）工程实践能力：人员管理、时间管理、技术管理、流程管理等能力。

3. 课程体系与学分设置

“机器人与人工智能+”课程体系包括三大模块：创新创业通识课程，创新创业训练课程和创新创业实践课程，合计25学分。

（1）创新创业通识课程：共5学分，由创新创业学院完成；

（2）创新创业训练课程：共12学分，6门机器人与人工智能专业核心课程，将理论知识融入实训过程。课程包括机器人工程导论、机器视觉与传感技术、机器人操作系统与应用、智能机器人设计与编程、机器人仿真与人机交互、人工智能导论。

（3）创新创业实践课程：共8学分，面向多个大学生学生竞赛项目训练，进行基于智能制造、迎宾讲解、智能物流、助老养老等不同场景下的实际应用项目开发，参与互联网+大学生创新创业大赛、大学生智能汽车竞赛、中国机器人及人工智能大赛、RoboCom机器人开发者大赛、RoboCup机器人世界杯等项目开发。

4. 培养对象和条件

在学生自愿报名的基础上，由学院对报名的学生进行资格审查后，创新创业学院组织专家进行面试，主要考察学生的创新创业精神、挫折承受能力、分析判断能力、领导能力、组织能力和沟通能力等，面试成绩由专家组评分确定。择优选拔学生组成创新实验班，根据选拔实际情况择优开设1个班级，一般不超过 30 人。

（1）具有良好的思想品德，遵纪守法，诚实守信，无不良信用记录。

（2）对创新创业有一定的理解、热情和愿望，主持或参与过相关创新创业项目、参加过各种创新创业竞赛活动并获省级以上奖励者和已经在创业(公益创业)的学生优先。

（3）在学习成绩、科技创新方面表现良好的学生优先。

（4）选拔对象为大二、三年级在校学生。

5. 学习模式与考核评价

考核评价强调学生中心，采用灵活多样的教学技巧与能力导向的教学方式，鼓励教师充分利用现代网络信息技术的优势，利用优质课程资源，自主开发创新创业课程，探索线上线下相结合的教学模式。突出考核学生创新创业意识、批判性思维能力、团队协作能力和沟通交流能力，采用项目考核、汇报答辩等灵活多样的考核方式。过程性与终结性相结合，将考核贯穿学生学习的全过程，结合理论学习成绩、实践实习报告、参与创新创业竞赛情况、项目路演和导师评价等进行形成性综合评定。

6. 学习年限与证书

学生通过选拔审核正式备案，学习年限为两年，学习合格者颁发兰州理工大学创新创业实验班结业证书。同时，学习成果可以参加综合性大学生创新创业赛事，创新创业项目的成果可作为毕业论文（设计）环节的重要成果。

三、创新创业实验班平台建设情况简介

（截止目前，分年度投入建设简介，学院配套的也可以写在其中，购买建设的设备等有图文并茂更好。）

“机器人与人工智能+”创新创业实验班共在2020年依托电信学院、2021年进行了2次建设。2020年依托电信学院智能移动机器人实验项目采购了智能移动机器人、臂型机器人和ROS开发套件等45套设备。2021年依托双创学院建设采购了仿人机械臂、多足机器人和智能移动机器人移动底盘等设备。具体建设和设备情况如下所述：

1. 2020年电信学院建设了移动机器人实验室。

建成的智能移动机器人实验室共包含设备45套，、总价206万元。能够支撑智能机器人、臂型机器人的相关课程和实践环节。主要设备包括：Bobac智能服务机器人、开源Gibbon ROS工业机械臂和ROS机器人开发套件，具体如图3所示。

Bobac是针对高校教学和研究的智能移动平台。Bobac是一款室内服务机器人的学习和研究平台，它搭载了上下两层控制器，以及服务机器人所需的所有传感器，预装了ROS机器人操作系统，提供了完整的教学课程方案，旨在为高校移动机器人教学提供一个开放，简洁，低成本，模块化的综合机器人平台。

图3 Bobac智能服务机器人

Gibbon ROS工业机械臂是一款重量轻、速度快、重复定位精度高、高性价比的消费级桌面型机械臂。采用工程塑料作为机器人本体材质，外形小巧、体积小，能够高速、高精度的完成上下料、分拣、装配等各项工作。Gibbon提供网络、IO等丰富的通讯方式，支持ROS、Python、C++进行二次开发，重复定位精度可达0.5mm，搭配简单易用的可视化交互软件和仿真平台，支持多种便捷切换的末端执行器，满足不同任务需求，具体如图4所示。

ROS机器人开发套件是一款模块化的室内智能机器人学习与研究平台，结构上以自平衡智能车为主体，通过选取Cortex-M4板、卡片式电脑、摄像头、云台以及多种传感与控制器件，可完成自平衡智能车相关的教学与研究；视频传输采用基于linux内核的OpenWrt操作系统，可用于WiFi视频传输与控制；图片处理采用OpenCV框架，实现对图像的捕捉以及预处理；人工智能方向采用谷歌的机器学习框架TensorFlow，实现深度学习方面的的实际案例，例如：目标检测、人脸识别、微表情识别、车牌识别、数字识别和语音识别等，真正的做到人工智能+嵌入式的项目实践以及理论学习，具体如图5所示。

图4 开源Gibbon ROS工业机械臂

图5 ROS机器人开发套件图

2. 2021年建设了红柳梦工厂机器人创新实验室。主要设备如下：

（1）轻量化仿人机械臂Heptarm

Heptarm是一款七自由度轻量化仿人机械臂。产品主要应用于科研活动、课程教学、创新实践等领域，帮助使用者更高效地学习和研究机械手臂的运动控制、路径规划算法。Heptarm有Actuatic关节伺服电机和金属结构件组成，模拟人类手臂结构，拥有7个运动关节，每个关节由1个伺服电机驱动。用户可自行搭配不同的执行机构实现功能，具体如图6所示。

图6 轻量化仿人机械臂

（2）多足仿生机器人Hexapod

Hexapod是由一维弦科技自主研发的多足机器人开发平台，主要用于足式机器人的课程实验和科研项目，机器人采用一维弦科技的Actuatic系列电机作为控制核心，配合对应的运动控制算法，可实现多种场景的多足运动。多足仿生机器人采用分布式架构控制，每一个电机都是一个集成化的控制系统，在用通信的方式进行设备的控制，由ARM架构的嵌入式处理器进行系统通信、消息分发、实时响应等功能的实现，用户仅需要通过网络将设备与开发计算机相连，即可进行设备的开发，具体如图7所示。

图7 多足仿生机器人Hexapod

（3）智能机器人移动底盘Tyran

Tyran是自主移动机器人系统的结构基础，是智能机器人系统的开放式开发平台。以国内自主知识产权的智能机器人操作系统EwayOS为核心，提供丰富的软硬件接口。使用者可以利用Tyran设计自己的智能机器人系统，进行结构研究、控制研究、算法研究，以及各种场景下的应用验证。主要应用于高校机器人技术实践教学以及开展智能机器人系统相关科研活动，结构开放、协议开放。使用者可根据自己的需求任意添加或修改机械结构、电控系统、传感器组件，具体如图8所示。

图8 智能机器人移动底盘Tyran

四、创新创业实验班实施运行情况简介

（截止目前，分年度简介开班情况，结业情况，有各类照片图片请附在其中。单列学生大创项目支持及完成情况）

1. 开班情况、结业与实施情况

“机器人与人工智能+”创新创业实验班目前开班2期，结业1期。

第一期为2020年—2021年，2020年开班、2021年秋季学期结业。第一期期间，结合校内老师和校外老师组织了线下、线上培训5次，总培训学时达到150学时。总体实施过程为

（1）第一期实施情况

组织相关培训，使学员了解机器人技术的发展，了解机器人的分类、了解机器人基本构成、了解工业机器人的机构型式、自由度等基本概念，了解机器人的主要技术参赛；组织相关培训，使学员了解人工智能技术的发展，了解Robot Operating System系统，OpenAI Gym工具包等机器人相关开发工具，了解深度学习算法、强化学习等人工智能算法及其应用；通过机器人厂家提供的线上线下课程，学员需要熟练掌握一维弦智能操作系统EWAY OS，会使用智能开发工具包EWAYSTUDIO和仿真软件DIMENSION SIMULATOR；学员需要熟练对轻量化仿人机械臂HEPTARM，多足仿生机器人HEXAPOD，智能移动机器人TYRAN进行编程操作；全体学员需要对上述机器人操作进行演示，并针对期间遇到的问题，组织每学期不少于3次的研讨会。开展每学期不少于2次的创新思维小组讨论，全体学员在学期末提交“对创新创业的思考”心得体会，不少于2000字；基于上述机器人，组织学员间进行组内比赛，要求所有学员参加；在实验班期间，至少一半以上学员，参加中国“互联网+”创新创业大赛、中国高校智能机器人创意大赛、全国大学生机器人大赛等机器人相关赛事。第一期开班及培训过程合影及照片如图9—图12所示。

图9 开班合影

图10 培训过程1

图11 培训过程2

图12 参加竞赛图片

（2）第二期自2021年秋季学期至今。第二期在第一期基础上，更强调课内、课外双轨人才培养，建立并实施了校内老师+校外老师的培养模式。2021年10月邀请了武汉精峰微控科技有限公司的胡春旭老师来校授课和讲座，共开展题为《ROS加速机器人智能化变革》的学术报告1次，学生交流1次，开展机器人ROS系统课程讲授合计32学时。2022年寒假期间，制定了详细的学习计划，具体如下表所示：

表1 第二期寒假学习计划

第二期目前相关培训学习图片如图——图所示。

图13 开班仪式、胡春旭老师的讲座和与同学们交流

图15 在线讨论及截图

2. 实验班大创情况

实验班大创情况如下表2所示。

表2 实验班大创项目情况列表

五、创新创业实验班师资情况简介

（截止目前，分校内外介绍。人数，个人简介等，单列2021年和2022年新聘任指导教师，含校企合作的单位名称及其简介）

实验班目前共有校内指导教师7人，校外指导教师3人。

1. 校内主要指导教师简介

（1）王志文，1976年6月出生，甘肃民勤人，博士，教授，博士研究生导师。中国自动化学会高级会员，中国自动化学会青年工作委员会委员，机器人工程专业联盟工作委员会委员，国家自然科学基金委员会同行评议专家，兰州理工大学首批红柳特色专业负责人，国家和甘肃省一流专业建设点负责人。1999年毕业于西安交通大学电气工程学院工业自动化专业，2004年于兰州理工大学获控制理论与控制工程专业硕士学位，同年留校任教。2007年于兰州理工大学获控制理论与控制工程专业博士学位，2013年2月进入大连理工大学控制科学与工程博士后流动站，2016年9月博士后出站。主要从事控制理论与应用的教学与科研工作，研究方向为网络化控制系统的分析与处理、信息物理系统安全、工业过程先进控制理论与应用。主持教育部新工科项目1项，主持教育部产学合作协同育人项目3项，主持校级思政、双语教学改革项目3项，获兰州理工大学“三育人奖”、“教学质量优秀奖”、“优秀班主任”等荣誉；主持国家自然科学基金项目3项、甘肃省财政厅高等学校基本科研业务费项目1项、甘肃省自然科学基金项目1项以及其他横向课题10余项；参与国家自然科学基金3项、霍英东教育基金项目1项、中央高校基本科研业务费项目1项。发表第一作者学术论文60余篇，获发明专利授权2项，获省、厅级科技奖励3项。

（2）李二超，男，教授，博士生导师，甘肃省飞天青年学者。2005年12月，硕士毕业于燕山大学控制科学与工程专业，2011年12月，博士毕业于兰州理工大学控制科学与工程专业。2006年7月至今在兰州理工大学电信学院自动化系从事教学与科研工作。近年来，主持国家自然科学基金项目2项，参与国家及省部级项目等10余项，研究成果获省部级三等奖2项，厅局级奖励多项。发表科研与教学论文60余篇。出版学术专著2部。国内、外多个期刊审稿人。中国机器学习委员会委员，机器人工程专业委员会委员。主要研究方向为人工智能、多目标优化、机器人控制等。

（3）潘峥嵘，男，汉族，山东蓬莱人，1964年生于乌鲁木齐。无党派人士、教授、硕士生导师。长期从事机器人、先进自动控制系统、智能仪表装置的研究与开发，成果显著。其中，具自主知识产权成果65项，国家发明专例5项，国家级奖2项，获省级奖10项，权威核心期刊发表论文30余篇。近年来，作为项目主要完成人，负责研发的“BXK-01”项目获公安部科技进步二等奖；“电力线传输数字图像设备”获全国公安技侦新技术成果展示会获三等奖；“基于互联网的远程微控制器开发及关键技术研究”获省科技进步二等奖；“电能计量监测系统”项目获省科技进步三等奖；“SF6断路器微水在线监测系统”项目获省高校科技进步三等奖；“基于CPLD的机器人视觉导航系统”、“基于彩色线阵CCD视觉处理系统”、“基于CPLD的低频ID卡实时模拟器”、“基于无线通讯的智能止轮器系统”获国家发明专利。现主要从事机器人方面的研究与开发工作。

（4）其他指导教师还包括：朱翔、苏敏、张浩琛、张文旭。

2. 校外指导教师简介

（1）胡春旭，机器人博客“古月居”博主（www.guyuehome.com），武汉精锋微控科技有限公司联合创始人，华中科技大学自动化学院硕士。目前主要从事机器人控制系统的研究开发。作为国内最早一批ROS开发者，具备多年开发、应用经验，参与研发过轮式移动机器人、机械臂等机器人产品，主编书籍《ROS机器人开发实践》，多次作为演讲嘉宾受邀参加国内顶尖机器人论坛，并任教于多个人工智能/机器人教育平台。曾获开源硬件与嵌入式大赛机器人组全国冠军、飞思卡尔杯智能汽车竞赛全国一等奖、中国人工智能机器人学术会议十佳论文等奖项。

（2）樊龙龙，男，大连理工大学自动化专业工学博士，中科院深圳先进研究院项目评审专家，北华大学、河南科技学院等5所高校企业硕士生导师，南科大、沈阳航空等8所高校企业导师，元创兴科技有限公司CEO，主持开发了8种智能机器人，申请了多项国家专利，发表6篇学术论文，从事智能移动机器人及算法的研究，擅长基于ROS的机器人应用开发、机器人定位、导航等技术，热衷于智能机器人的前沿技术的分享与交流。

（3）唐博维，本科毕业于清华大学，2011年前往卡耐基梅隆大学攻读硕士，2013年获得博士学位，师从“大白之父”Chris Atkeson教授，研究人形机器人运动学。2015 年，回国创立北京一维弦科技有限责任公司，致力于通用智能机器人的开发和制造。2018年，入选福布斯亚洲30位30岁以下精英榜名单。