茨威格在《人类群星闪耀时》中写道,“一个人生命中最大的幸运,莫过于在青年时就找到自己的人生使命”。
在自己选定的路上走了10多年的孙彬焱,无疑就是这样幸运的“少数派”。

他从初中开始就对科技和创造感兴趣,和同学发明的插座获得了2017年IEYI(International Exhibition for Young Inventors)世界青少年发明展的“最佳发明奖”;高中后,他开始参加“机器人奥运会”VEX机器人大赛,获得了2019年VEX EDR亚洲锦标赛技能挑战赛冠军;在大学里,他组建了一支机器人竞赛团队,花三周时间自学3D建模,和同学们拿下了2023年VEX U亚洲锦标赛亚军。
在申请季,他斩获了杜克大学、哥伦比亚大学、康奈尔大学等多所知名高校的录取通知,想在机器学习的方向继续深造,参与赛博生命的研发,让人们逝去的亲人或爱宠能以另一种方式存在于世界。
那想必会是一件极具挑战的事,但他已做好准备,“创新是我人生的主线,我会沿着这条路一直走下去。”
与机器人结缘
对现实问题的关怀,是孙彬焱“创客”之路的起点。
初中时,他在新闻报道中看到,中国每年有数千起因为插座而导致的意外触电受伤事件,其中1/3发生在儿童身上,当时常用的插座保护方法是加个保护盖,但这样用起来很不方便,还有被婴幼儿误食的风险。
孙彬焱开始思考有没有更好的解决方法,多番构想后,他和两位参加世界青少年发明展(IEYI)的同学一起,基于电磁感应发明了一种新型插座。插座内置霍尔传感器,控制电路连通,只有带磁铁的插头插进来时,插座整体才会通电。无论是婴儿的手指还是钥匙,只要是异物进入插座,它都不会通电,这样就能减少意外触电事故。

他们花了半年多的时间完成这个发明,很忐忑,不知道能不能得到评委的认可,没想到在中国选拔结束后,评委专门发来消息说,“我要给自己家安上这个!”。他们带着这款智能安全插座参加了在日本举办的第13届国际青少年创新发展,获得了“最佳发明奖”的荣誉。

从那时开始,孙彬焱逐渐明确自己的兴趣所在——科技理工科方向,最好是能应用在现实中。因此,进入高中后,他开始参与VEX机器人大赛——这是吉尼斯认证的全球最大规模的机器人竞技赛事,面向小学至大学等不同年龄段,每年有40多个国家数百万青少年参与选拔,因其规模和影响力,被称为“机器人奥运会”。
VEX大赛吸引孙彬焱的地方,也在于它的现实性。每一年的比赛主题都不同,选手需要根据不一样的场地、不一样的得分条件和规则,去设计一台新的机器人,为它写新的程序。
他高一那年的比赛主题是“攻城易帜”,红蓝双方各有两台机器人,需要捡场地上的小球去打旗杆上的棋子,让它变为己方颜色。他和队友选择走双发路线,让机器人同时捡两个球,调节发射角度和间距,同时打中两面棋子,这样效率会提高很多,再通过提升底盘的速度,让机器人可以迅速去捡反弹回来的小球。

在高二那年的“七塔奇谋”赛季中,同样凭借巧妙的设计和精准的操控,孙彬焱的团队在2019年拿下了VEX亚洲锦标赛的季军和技能挑战赛冠军。
两年的VEX比赛经历,让他确定了自己对于机器人的兴趣,但他不知道以后该选偏硬件的机械,还是偏软件的程序。在难以抉择时,昆山杜克大学意外闯入他的眼帘。
昆杜采用的是通识博雅教育模式,入学时无需确定专业,有许多跨学科的课程和科研机会,本科生可根据个人兴趣自由探索,大二下学期再选专业。而且作为第四届本科生,他还能参与到学校的共建里去,这对极具创新精神的他来说,有十足的吸引力。
刚入学,他就萌生了在昆杜也组建一支VEX竞赛团队的想法。因为拿到亚锦赛冠军,就可参加世锦赛,但那年世锦赛因疫情被取消了,他想再冲击一次世锦赛。
但从零到一的开拓之路,从来都不会一帆风顺。
大一一整年,孙彬焱都忙于筹办赛队。花费了一整个暑假招募新成员,最终组建起了一支20余人的队伍,取名Blue Bear,分为机械组、程序组、操控组、运营组四个小组,每组设一个组长。队友大多没有机器人竞赛的经验,相对有经验的队友便会每周在组会上教学,带着新手一点点入门。
大学组的VEX比赛创造性更强,不像高中组造车材料都是组委会规定好的,只需要改造结构,所以很多队伍都会用上3D打印技术,定制零件可以更好地利用空间,无需复杂加工就能达到想要的效果。
但团队成员都没有建模经验,作为队长,孙彬焱决定从零自学。大二的寒假,他完全沉浸在3D建模技术的学习中,跟着网上的10天速成视频教程画图。每个视频时长都在一小时以上,理解和消化所有知识点就要半天时间,课后给出的实操练习,他也要花大半天时间才能做完。近两周的时间,他每天重复地学和练,从易到难攻克下了一张张工图。
因为要赶3月份在上海举办的比赛,寒假必须把施工图画出来,开学后才来得及做搭建和调试,所以自学的第三周,他就开始画零件图,设计属于自己的机器人。

创造的难度远胜于模仿,三维的装配设计也比单独的零件图复杂,所以一开始他遇到了许多问题——没定义好每两个零件之间的距离和平行点,零件无法匹配;零件过多,但定义关系没处理好,改动底盘轮子时,铝合金也随之掉落;有时还会出现冲突定义,A到B和B到C的距离小于A到C的距离,“真的挺让人崩溃的”。
摸索着画工图的同时,孙彬焱还在组会上给队友教学,并且录了视频,来建设团队的知识库,留待之后招新使用。
除了机器人的研发,团队的磨合也是一重挑战。刚开始大家对项目的进度都没有明确的概念,不知道自己在团队中要承担什么样的角色,孙彬焱先是和他们制定了半年的长期计划,根据几场赛事的日期,倒推每一周该完成的进度,具体到每个人要做的工作。他还和每个队友一对一聊天,了解他们本身的兴趣点和学业压力,帮他们找到课内外的平衡。
孙彬焱发现,参赛对调动队员的积极性有极大的帮助。赛前,机械组、程序组、操控组的人都是独自来实验室,且多是和他单线联系。但参加过一次比赛后,队友之间的交流和协作变多了,彼此更熟悉,有什么新的想法,就约好人、找他拿钥匙,自行去实验室做测试。

Blue Bear于2022年7月创立,11月开始研发机器人,次年春天就拿到了VEX U亚洲锦标赛的亚军,作为一支成立不足一年的新队伍来说,是很不错的成绩了。
孙彬焱认为,能取得这个结果,除了团队成员的努力,昆杜的支持也起到了很大的作用。在队伍成立之初,昆杜创新与设计高级讲师、创新与创业副主任任丽琦就成为了项目的导师,创新实验室为他们提供了实验室作为活动场地,打印机、打印材料、角磨机、台锯台钳、全套螺丝刀等各类工具,都开放给他们使用,为团队省下了采购的费用与时间精力。
任丽琦还建议他们不要停留在竞赛机器人这一步,想想能做什么机器人的功能或技术创新,甚至能否做个平台长期运营下去。
这个建议启发了孙彬焱,他提出的“异构多智能体协作与群体智能算法研究”“多智能体人机协作:边缘智能与大语言模型”项目,连续两年入选了昆杜大学生创新创业训练计划。
大二下学期,在充分探索之后,孙彬焱选择了数学与应用数学专业,他想了解计算的数学原理,以便在AI大模型、多智能体方向长期发展。
孙彬焱觉得,自己是很幸运的,早早就明确了人生目标,不偏不倚地每一步都走在这条路上,选择了适合自己的学校和专业,想做的事得到了外界的诸多支持。他所做的,不过是在这幸运的基础上,多努力一点点。
让游戏NPC「觉醒」
在机器人比赛和大创项目告一段落后,孙彬焱的兴趣转向了科研。
2024年8月,他通过昆山杜克大学暑期研究学者项目,加入到数据与计算科学助理教授罗冰教授的项目组,参与研究生成式人工智能(AIGC)游戏里的多NPC(非玩家角色)交互和叙事。罗冰教授也是他“多智能体人机协作”大创项目的导师。

(罗冰教授为第一排左五,孙彬焱为第二排左四)
传统游戏NPC的行动,是完全按照剧本来。目前AI驱动的游戏所做的改变,也只是把每个NPC人设的语料库交给大模型,让大模型生成当下场景中最适合的对话,却不改变剧情线的逻辑,NPC之间也没有交互性。
他们想做的是,让AI来调动整个故事线,使得每个玩家的游戏经历,都是独一无二、量身定制的,并且每个NPC因性格设定不同,会做出不同的举动,触发不同的故事情节。
“如果玩家找到了性格外向的NPC A,它会在和玩家互动后,主动一起去找NPC B,但玩家如果找到的是性格内敛的NPC B,它就不会这么做。人物性格的差别,不止体现在对话语气、内容,也体现在它们的交互动作上。这就与目前以玩家为中心的游戏不同,NPC们有了自己的‘灵魂’,虚拟的游戏世界也会变得更真实、生动、有趣一些。” 孙彬焱解释道。
这个项目他一直做到现在,了解了很多大模型的技术、特性、应用场景和优缺点,更重要的是,他在这里看到了跨学科研究中的学术壁垒,以及分歧是如何产生和解决的。
参与这个项目的学生,不只有数据科学和计算科学专业的学生,还有媒体艺术专业的学生,他们负责游戏剧本的设计。双方要合作研究,就得先去学习彼此的专业知识,才有对话的基础。
但即使跨过了学术壁垒,双方也会因切入点不同而产生分歧。前者认为,该以AI技术为中心,去设计整个游戏;后者则认为,该用AI技术来满足游戏剧情的需求。项目初期的组会上,双方各执一词,拉扯了将近两个月。

在许多次的交流、学习、调研之后,大家才不再只从各自专业的视角去看待这个项目,更理解项目想达到什么结果,对AI该在哪一步接入到游戏、可以对剧情介入到什么程度有了共识,协作才变得更加平稳顺滑。
孙彬焱对这一过程有个很生动的比喻:“就像要做一个披萨,我们两方都想把自己作为饼底,把对方作为洒在饼上的配料,但其实最后我们做出来的是个双拼。”
科研早已过了“暗夜独行”的阶段,在信息爆炸、文化交融的今天,跨学科的合作是大势所趋。这段项目经历给孙彬焱打下了坚实的科研基础,也让他能用更开放的心态去理解本专业以外的陌生事物。
放慢的人生节奏
如果要用一个词来形容大学四年的生活,孙彬焱选择的词是:挑战自我。
他还记得当时昆杜的招生老师说,昆杜会让你走出自己的舒适圈,了解很多你从未接触过的东西,每天都会是一个新的挑战。这是很吸引他的地方,在昆杜的四年,他也无数次亲身体验了这一点。
无论是快节奏、高产出的七周制小学期,还是从零到一组建一支团队,独立领导大赛项目,或是大一就能参与老师的科研,申请大创项目、研究生项目,都让他有种“日日新”的进步和满足感。
他乐在其中,学习、比赛、大创多线并行,如饥似渴地吸收新知识,总觉得时间不够用,恨不得在一天24小时里,抽出25小时来做事。
直到一次突如其来的疾病,为他的生活按下暂停键。
孙彬焱初中时肺部动过手术,之后也时不时有肺炎,大二暑假他去医院拍了个CT,医生说从影像上看,肺部有感染,但提取不到活的病菌,无法诊断到底是什么类型的肺炎。那个暑假,他因病情反复,住了两三次院,医生每次都只能给他开些通用的消炎药和打吊针。
炎热的夏日,茫然地往返于医院和家,他一次次等待、猜测、被安排,对未知的恐惧一点点漫过来,几乎让他感到绝望。到最后,他也没有得到答案,只是病情稳定了不用再住院,吃药维护就行,大半年后才停了药。
在灼心的痛苦之后,他遵医嘱留出足够的休息时间,也开始重新审视之前的生活,发现很多事情并没有想象中那么重要,没必要过于逼迫自己。“我现在的生活态度偏向于,多活一天是一天,明天还活着就挺好了。”
也是因为这段经历,他开始对“赛博生命”感兴趣,也就是把一条生命的记忆、意识、特征迁移到数字空间里,让它能与人交互,以另一种形式陪伴现实里的人。这和他之前研究的多智能体也相关,智能体是模仿人的情感和行为,赛博生命是让人成为智能体。
这条路还很漫长,但孙彬焱不着急快速取得成果,他只想尽己所能地往前迈出一步,“我是个一定要创新的人,不太能接受反复做同样的事,也许会遇到很多难以突破的挑战,但只要方向是对的就行。”

在申请季,他拿到了杜克大学、哥伦比亚大学、康奈尔大学等多所知名高校的录取通知,将在毕业后前往哥大深造计算机科学。
当被问到“给学弟学妹的建议”时,他只说了一条:不要埋头苦干而疲于思考,尽早想好自己未来三年、五年、十年要做什么,聚焦在那个遥远的点上,一直往那走下去。