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大哥大官网·挑战杯:怎样的挑战

2020-01-11 16:53:10
在第十六届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛决赛赛场上,这样的项目比比皆是。在“挑战杯”的赛场上,他们攀登着那座顶峰叫梦想的高山。在“挑战杯”的展示现场,项目负责人吴翰介绍说,“我们的技术在国内外都是领先的。”挑战行业空白点上海理工大学的学生王莹莹带来的参赛项目——基于thz精密光谱的血液/尿液中同型半胱氨酸定量检测,渊源于一次“意外”。

大哥大官网·挑战杯:怎样的挑战

大哥大官网,精彩的大赛开幕式给大家留下深刻印象 陈凤莉/摄

这是一串串晦涩艰深的名字。

基于thz精密光谱的血液/尿液中同型半胱氨酸定量检测、cry3aa分子改造及其与红棕象甲伴生菌ye1-8的协同增效作用、co/β-mo2c异质结@氮掺杂碳纳米管高效双功能电催化剂……

在第十六届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛决赛赛场上,这样的项目比比皆是。

这又不仅仅是一串串晦涩艰深的名字。

这是大学生们两年,三年,甚至更多年孜孜研究的科研项目,是他们攀登科学高峰的道路上摘到的果实。

他们不断创新、试错、突破……在“挑战杯”的赛场上,他们攀登着那座顶峰叫梦想的高山。

做业界的佼佼者

国家专利10项,发表论文14篇,教育部颁发的一等奖5项……来自西北工业大学的“xgz”盒式变体无人机有着辉煌的履历。在“挑战杯”的展示现场,项目负责人吴翰介绍说,“我们的技术在国内外都是领先的。”

这个耗费了他和团队两年心血的项目从校赛特等奖,到省赛特等奖,再到国赛的决赛现场,一路吸睛无数。

对于学飞行器设计专业的吴翰来说,做无人机是一件自然而然的事。

西北工业大学堪称无人机研制领域的国家 “梦之队”,曾研制成功我国第一架无人机、是全国最大的无人机研究与发展基地、建成我国出口的第一条无人机生产线,拥有国内唯一的无人机特种技术国家级重点实验室和无人机系统国家工程研究中心……

吴翰接受到了太多前辈的熏陶,这也成为他科技创新的起点。

大二时,他就不断参加各类创新活动,靠着初生牛犊不怕虎的创新意识,试图在仿生平台开发、气动优化这些无人机研究中的小切口中有所作为。

尽管“当时效果都不是太理想”,但是,年轻不怕失败。

大四时,吴翰开始和几个同学尝试“大手笔”:做一架技术上领先的无人机。

市场上的无人机已经太多,几个大学生还能做出什么花来?然而,吴翰却是冲着尖端技术去的。

无人机垂起吊高滑行存在危险性,如何使其平稳过渡到平飞状态?这是个大难题。“能不能尝试攻关一下?”四个大学生聚在一起,决定试一试。

他们埋头几天拿出了3个方案,一开始谁也不服谁,拍着桌子互怼,请了老师来评判,才最终定下了吴翰和另外一个同学的创意:盒式倾转旋翼无人机。

创新的路很艰难,一个建模技术就耗费了一年。目前飞机使用的都是6自由度模型,他们建到了30自由度。

“不断地做找文献查资料,做仿真实验。因为目前汽车和机器人是可以做到相对较高的自由度,我们就不断地对照别人的模型去做编程,从原理上理解人家为什么能突破这样的技术。”那一年,吴翰和同伴们过得枯燥乏味,几乎整天都面对着一堆堆的编程数据。“每天从早上7点做到凌晨一两点。”建模、风洞实验、动力系统开发……一系列复杂的研究之后,他们才做出自己的无人机。

“仿真实验做了上千次,试飞做了几十次,每次试飞前都要准备相当长的时间,就怕摔。”吴翰说。

不过还真就摔了。那一次,飞上天空的无人机突然脱离了控制,摔到了游泳馆的楼顶上,差点“阵亡”,靠着动力系统才最终弹回到地面。

老师给他们打气:“做这项研究不靠无人机有多少,而是要看你试验做了多少,数据有多少,无人机摔了,你就继续试,一遍遍调整参数。”

就这样,几个人咬着牙往前走,一走就是两年。“目前我们除了建模技术,轻质仿生结构技术和倾转技术也都是先进的。”吴翰说。

尽管如此,他们还有很远的路要走。

“虽然技术上我们有突破,但离真正的应用还有距离。倾转式无人机只有美国才有。我希望我们在这个领域做一些突破,给国家以后的大型倾转飞机研制提供一些技术储备。”吴翰还希望,自己的无人机技术和人工智能能完美地结合。

挑战行业空白点

上海理工大学的学生王莹莹带来的参赛项目——基于thz精密光谱的血液/尿液中同型半胱氨酸定量检测,渊源于一次“意外”。

大二时跟老师去开会,偶然听见医院抱怨同型半胱氨酸很难检测。

同型半胱氨酸是身体内的一种物质,如果在血液或尿液中超标了,极可能增加冠心病、外周血管疾病及脑血管疾病的发病风险。所以,其检测相当重要。

几个小伙伴灵光一动:要不研究一下?

彼时,他们还从未听说过业界有人用太赫兹来检测同型半胱氨酸,“相当于是一个空白点。”

这个电磁波多用于安检,到底能不能用于同型半胱氨酸的检测,他们也没谱。

这个概念说起来容易,做起来难。

检测,并不是像试纸放到样品中那般,能即刻看到结果。

浓缩、富集、再烘干、滤膜过滤……他们在实验室中无数次地试验各种方法。

样本中的水和其他大分子、温度、噪音等都会对试验有干扰,测出的峰值数据常常是混乱的。

“要不断地去印证,有偏移就调整。” 王莹莹说,那段时间,除了上课,课余他们几乎都是在跟血、尿打交道了。

“传统的检测方法周期长、成本高,单次要几百元,而且是一次性的,测过之后样品就变质了,无法重复检测检验其精确度。而我们检测的成本只要不到10元,因为我们是物理检测,对样品是无损的,可多次检测,提高其准确度。”王莹莹介绍。

来自温州医科大学的陈怀俊和团队带来的促炎症消退介质防治类风湿性关节炎的基础和临床应用研究项目,同样来自于“灵光一闪”。

“我们副校长研究急性关节炎症,而慢性的类风湿性关节炎也是从急性发展过来的,于是我们决定尝试一下慢性炎症的促消退介质。”陈怀俊说。

这同样是市场的空白点,“我们查阅了国内外的相关文献,都没有发现这种研究。”

促炎症消退介质有很多种,而他们研究的叫巨噬素。这种物质的多少,影响到类风湿性关节炎症的严重程度。

传统的抗炎症治疗采用抑制免疫的方法,但可能带来严重的副作用,比如肿瘤的发生。“我们用调节免疫的方法,使这种介质保持在一个安全健康的状态,多了少了,可以调节。”陈怀俊说。

如何调节?这是核心。

这个听上去容易、做起来难的过程,他们研究了2年。

沿着当初的新想法,他们开辟出一条新路。“这项研究可以为治疗这种炎症的新药研制提供理论支撑。”

因为这样的创新想法,他们的作品获得了第十六届“挑战杯”累进创新奖的金奖。而他们的研究道路远没有结束,“我们还在研究其他介质,如能进行临床的研究,将这种研究应用到新药开发上,那就更好了。”

接下市场抛下的难点

科研需要面对现实问题,其价值取决于能否解决市场上抛过来的难点痛点。

来自中国矿业大学的基于物联网技术的智能电渗防水系统研发就是一个试图解决市场难点的项目。

项目负责人高成跃说,他们的项目是给墙体铺设电极,解决建筑物的渗水问题。其最初的设想便来自于市场的反馈:建筑尤其是地下建筑存在渗水潮湿问题难以解决。

事实上,高成跃和团队是站在前人的肩膀上前行的。“我们老师一直在做电防渗项目的研究,但自动断电的技术一直没有突破。”如果不能自动断电,长期通电的电极或多或少会对损伤墙体。

而高成跃他们把这个问题突破了。

过去两年,他呆的时间最久的地方便是学校的矿山水害防治实验室里,“要不停地测各种温度湿度数据,什么样的数据对应多大的电压。每一次测试都要持续72个小时,每一小时测一次数据。”高成跃说。

冬天的实验室寒冷无比,冰冷的水泥地显得更冰冷,他们买了行军床,蜷缩在被窝里,定好闹钟,一个小时起来一次。

“有时候就想,为什么要这么辛苦地做事?但只要测出理想的数据,又觉得非常开心。”高成跃说。

这个95后的团队就这样,用啃硬骨头的精神,突破了墙体裂缝防渗技术、自动断电技术……

对此,来自武汉科技大学的袁鑫有着同样的感触。

他和团队带来的船载水炮“智慧眼”——智能目标跟踪与射击反馈系统一样来得不容易。

这个应用在海上执法,用水炮对非法渔船进行驱赶的系统已经受到了市场的认可,有公司和他们签下了订单。

“传统的跟踪系统会有各种局限性,比如有遮挡物或晚间光线不好的时候,我们则实现了智能跟踪,射击更为精准。”袁鑫说。

为了采集到有效的数据,他和小伙伴们常常漂泊在湖面上,还专门挑各种极端天气,为此,被风雨吹打,被蚊虫叮咬。“要想调试到最佳的效果,就必须这样不断地去做实验。”

学校也呵护着他们的热情,让这些攀登者有前进的动力。

“我们整合校内的各种资源,成立大学生科学技术协会,大学生创新创业中心,这些机制给大学生们提供着科技创新的保障,也给他们试错的机会。”武汉科技大学团委副书记刘晓云说。

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