自己设计模具、亲手焊接电路板、逐一筛选测试零件……再动手动脑、边拼边学，亲手彩绘一辆充满个性的“校园小巴士”，看着它沿着哈工大地图循迹而行……这就是哈工大学子半小时制成的可沿学校地图自动循迹行驶的“校园小巴士”。这些“校园小巴士”已经成为中小学生的科普玩具。前段时间，他们还组建寒假社会实践团队，带着100多份“校园小巴士”，载着走心有趣的科普内容“驶入”了陕西汉中宁强县第一初级中学。对于智能循迹小车的设计者和体验者而言，是哈工大年轻人从理论到实践、再到第一份产品的反复打磨，也是他们为小朋友们带来的一场知识、童趣和梦想的双向奔赴。
宁强一中学生展示自己组装的小车
为宁强一中的同学们授课
年轻人“玩”科普
“我们的口号就是年轻人教年轻人，怎么教？玩着教。”四人围坐，两人拼接结构，两人组装电路。不出半个小时，一辆辆沿着哈工大地图自动循迹行驶的“校园小巴士”就上路了。
这款智能循迹小车是哈工大电气工程及自动化学院（以下简称“电气学院”）的辅导员洪师楠、2024级博士研究生徐靖轩和2024级硕士研究生毕萌翠、王欣宇等人为哈工大中心寒假学校设计打造的科普教具。1月18日，他们组建寒假社会实践团队带着100多份“校园小巴士”，载着走心有趣的科普内容跨越千里“驶入”陕西汉中宁强县第一初级中学。
“大家可能在无人配送、无人巡检等场景里都见过智能循迹小车的‘升级版’。它们的原理就是利用传感器感知不同色彩从而自动识别环境、跟踪预设路径，这也是无人驾驶的一种基础应用。”从小车设计原理讲到汽车结构，从循迹传感器讲到智能网联汽车，吸引刚刚接触物理知识不久的同学们听得聚精会神。
“电气知识与生活息息相关，非常适合进行科普，这个有简单电机、传动结构和传感装置的小车就可以成为打开电世界的切入口。”团队负责人洪师楠介绍。
不仅在陕西汉中，这个寒假里，团队成员还走进哈工大中心寒假学校进行了2期教学，40多名小朋友涂鸦的智能循迹小车和一份份满分随堂测验，印证着大家的满满收获。“设计之初，我们就预留了创作和涂鸦的车顶空间，希望大家学得开心、玩得尽兴。”在初代智能循迹小车上，团队也饶有童趣地涂鸦上了四名主创伙伴的名字。
小朋友动手组装智能循迹小车
智能循迹小车沿着地图路线行驶
小朋友展示自己的智能循迹小车
科普玩具的“工程控制论”
智能循迹小车主创团队洪师楠、毕萌翠、王欣宇和徐靖轩是本科同学。四人中有三人曾在“电赛”中获得过国家级或省级奖项，本以为“降级”做一款只需简单电路的循迹小车会非常容易，没想到另有难度。从2024年2月第一次提出想法、组建团队，设计这门科普课程几乎占据了大家全部的课余时间。直到开课前一周，初代小车才完全定型。
“最初我们想沿用竞赛作品，设计一台图形编程小车，但是技术难度大、成本也高，很难批量生产，所以不得不进行简化。”曾获“电赛”全国一等奖的徐靖轩介绍。
拆开初代智能循迹小车，电路的接口处都已被细心地包好，部分木板上仍留有激光切割留下的痕迹。“设计小车不仅涉及电气，还有机械、材料等很多专业的知识。我们最初不了解小车传动结构，经常会出现无法转动或者磨损很大等问题，只能到处‘请外援’——向机电工程学院辅导员请教传动结构，又向创新创业学院工程训练中心的老师‘取经’如何减少激光切割机带来的打磨痕迹。”
“任何产品最终总会向坏的方向发展，但必须将这个过程控制在允许的范围内，这就是制作过程中我们亲身感受到的工程控制论。”王欣宇说。与科研和竞赛“只需一份能正常运作的试验品”不同，从“手搓”一辆小车到一批产品，团队必须面对可靠性和一致性的检验。
从不同厂家采购的零件之间怎么配合？如何保证大部分人拿到产品的时候都是好的？“有时可能就是木板厚度、孔位距离等元件间1毫米的差距，就需要经历一整天测试。这个过程中我们调研了很多‘竞品’，对整体结构进行了10多次大调整，才形成了第一代能够成功循迹行驶的小车。”负责整体结构设计的毕萌翠介绍。“第一次看着小车沿着地图跑起来，我们激动坏了！”
团队成员准备材料
激光切割机处理木板
团队成员拼装小车
将科普献给“童年的自己”
“很出乎我们意料，小朋友们会追问电机的类型、传感器的原理，这和我小时候对着零件瞎琢磨完全不一样。”王欣宇说，他从小便对电子元件很感兴趣。“我的家乡一直缺少像哈工大一样的高校、平台和资源，这次依托学校将自己设计的智能循迹小车送到西部，为实现更高质量的科普教育贡献力量，对我有别样的意义。”
“小时候一度想做一个发明家，这份小车算是个圆梦的小产品。”毕萌翠打小便热爱拼图玩具，如今她依然将打磨这份科普作品作为繁重科研生活的调剂。“特意按照学校校园巴士的样子设计了外观。有一段时间总在路上观察小巴士，相册里全是它的照片。”毕萌翠笑着说。
车身尾部，代表着哈工大的HIT字母精巧美观，竟然是整个模板设计最耗时的地方。“无论是校园巴士外观、以哈工大为蓝本的地图还是HIT图案，我们都希望能够把哈工大的科学文化和哈工大人的科学精神作为一种科普附加值传递给孩子们。”徐靖轩说。
木板上的HIT图案
小车行驶的哈工大地图
对于智能循迹小车，大家的奇思妙想仍然不断地冒出来：“之前舍弃的图形编程功能还可以再加进来”“有机会也希望继续推出月球车等‘新品’，再配上一个月球地图”……“未来还会继续完善产品，将更饱满的科普内容送进更多中小学课堂，让哈工大的科技力量变成孩子们具身可感的科学梦想。”洪师楠说。
图片由哈尔滨工业大学提供
龙头新闻·生活报 实习生：吕甜甜 周宇航；记者：吕晓艳