工学——机器人工程专业介绍

作者介绍
程彭志

哪个孩子心中没有一个机甲梦？谁不想看一场精彩的机器人比赛？2019年8月11日，第十八届全国大学生机器人大赛RoboMaster2019机甲大师总决赛在深圳落幕。

在东北大学无人机的超远程+高精度吊射下，上海交通大学的基地被摧毁，东北大学最终以3：1的战绩击败上海交通大学夺得总冠军。

这一天的深圳湾体育馆人声鼎沸，作为全国规模最大以及最具观赏性的机器人赛事，RoboMaster吸引了无数观众前来观赛。炫酷敏捷的机器人背后，是多学科的交叉融合与综合应用，说到这就不得不提近几年来的一门新兴专业——机器人工程。

近年来，人工智能发展飞速，“机器人”成为了人工智能的代名词，机器人相关专业的热度也与日俱增。那么“机器人工程”到底是一个怎样的专业呢？

第十八届全国大学生机器人大赛RoboMaster2019机甲大师总决赛比赛现

（图片来源：https://www.robomaster.com）

01 什么是自动化类？

机器人工程属于一级学科——自动化类。自动化（Automation）是指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。

采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。

因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。[1]

1952年全国高校大调整，自动化成为第一批设置的专业，当时名为工业企业电气化专业。当时我国正在大力发展工业，急需这样的人才。60年代末，专业名称改为工业电气化及自动化；到了70年代，又改名为工业电气自动化专业。在那个工业发展落后的年代，自动化领域人才为我国的工业建设做出了巨大贡献。

步入21世纪，自动化的范畴越来越广，近年来开始逐步向人工智能领域靠近，因此也越来越受广大同学与家长的青睐。

02 自动化类有哪些分支？

自动化类作为一级学科时，它的专业分支包括：自动化、轨道交通信号与控制、机器人工程（2016增）、邮政工程（2016增）、核电技术与控制工程（2017增）、智能装备与系统（2019增）、工业智能（2019增）、智能工程与创意设计（2020增）。

其中，机器人工程主要研究工业机器人的结构、设计、应用等方面的基本知识和技术，进行机器人工作站的设计、装调与改造等，以提高工业生产的效率。

机器人工程是一门在真实世界环境下将感知、决策计算和执行驱动组合在一起的应用交叉学科和技术，它融合了计算机科学与技术、材料科学与工程、控制科学与工程、机械工程等众多学科。因此，相比于自动化类的其他分支，机器人工程涉及的领域更广泛，内容更丰富。

03 能力目标和学习内容

机器人工程专业的学制为4年。由于机器人工程设计的领域非常广泛，因此开设院校一般会根据学校自身特色与优势开设不同课程，制定不同培养方案。

东南大学自动化学院党委副书记兼副院长金立左老师说：“目前不少高校开设了这个专业，专业课程内容不同点主要体现在大类基础和系统综合设计课程内容上，大致分两类：电气与计算机类（AI机器人）和机电类（机械电子与机构）。

相同之处在于强调实验和实践，强调嵌入式软件编程，开设课程一般覆盖统一机器人学（Unified Robotics）涉及的换能、感知、驱动和导航，还有面向智能制造的工业机器人系统课程。”[2]

机器人工程专业对学生的数理基础与电子电路基础有较高的要求，虽然不同院系之间的培养方案不尽相同，但许多课程是机器人工程专业不可或缺的。

数理类基础课程：高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、理论力学等。

电子类基础课程：模拟电子技术基础、数字电子技术基础、电路分析等。

专业核心课程：自动控制原理、嵌入式编程、机器人学、系统建模与仿真等。

机器人工程对学生的实践能力要求高。机器人领域著名的的YY硕谈到，一个优秀的机器人工程师应当：大一应该拥有扎实的数理基础，学会Python编程、C++编程，学会HTML、Javascript；大二学会Solidworks、数字电路、51单片机、AVR单片机、STM32单片机、UART等各种通信协议，学会控制电机、利用PID算法、使用卡尔曼滤波，学会调试四轮机器人底盘等等。想要在机器人领域学到更多东西，需要多学习、多动手，将理论与实践紧密结合。

参赛选手正在调试机器人的视觉系统

（图片来源：https://www.robomaster.com）

04 毕业生去向

机器人工程专业的学生毕业可获得工学学位。

未来的世界与人工智能密不可分，机器人也将融入我们的生活，因此这对于机器人工程来说是发展的黄金时期。机器人工程专业的学生，由于学习内容广泛，涉及多学科的交叉融合，毕业后的工作领域选取非常宽广。

毕业生的主要去向有：党政机关、企事业单位、考研升学、教育单位与科研单位等，主要从事计算机软件工程师、硬件工程师、自动化工程师、科研人员、电气工程师、自动驾驶领域等。

机器人工程逐渐成为招生热门专业，它的平均薪资也名列前茅。根据麦可思《2020年中国本科生就业报告》统计，2019届自动化类本科毕业生平均薪资为5899元，仅次于计算机类与电子信息类，高于全国本科毕业生平均薪资的5440元。且自动化类获得就业绿牌，这就是说自动化失业率低，平均薪资高，就业满意率较其他行业较高。

但是对于机器人工程专业而言，由于学习内容非常多，因此学生的课业压力大，学业繁重，广大考生与家长报考之前需深思熟虑。

05 开设院校和招生要求

截至2020年12月30日，全国共有242所高校开设了机器人工程专业。根据教育部学位与研究生教育发展中心全国第四轮学科评估结果，控制科学与工程（本科名为自动化类——机器人工程对应的一级学科）参评院校共162所，前20名如下表格：

（信息来源：中国学位与研究生教育信息网http://www.cdgdc.edu.cn/xwyyjsjyxx/xkpgjg/）

招生要求方面，大部分院校的机器人工程专业仅招收理科生。对于高考改革试点省份，大多数院校只招收首选物理考生。考生可阅读目标院校的招生简章和报考指南。

参考文献：

[1]百度百科.自动化类.2021-10-18取自https://baike.baidu.com/item/自动化类/58254412?fr=aladdin

[2]孙丹丹.机器人工程-自动化的终极理想.阳光高考网——专业知识库.2021-10-18取自https://gaokao.chsi.com.cn/zyk/zybk/zyjd/viewPage/qr3o3e7t7ns6936z

策 划：方晓义

撰 稿：程彭志

编 辑：李宇昕

美 编：杨婉婷