我們走在創(chuàng)新路上
發(fā)布日期： 2019-12-18 供稿：中國科學報
編輯：吳楠 審核：王征 閱讀次數(shù)：原文標題：我們走在創(chuàng)新路上
原文鏈接：http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2019/12/352127.shtm
“這是我們設計的可以根據(jù)不同創(chuàng)面噴涂相應敷料的3D打印設備,。”來自上海大學納米實驗室的碩士生陳晨正在為團隊的“E-repair口袋生物3D打印機”項目進行講解,。
當他們拿出已經(jīng)迭代過兩次的“3D打印機”時,，打印機形如手槍般的外表成功地引起了評委的好奇?！斑@個設備噴出的材料是特制的嗎,？”“它能夠單獨在外使用嗎？”“你可以演示一下嗎,？”……
面對接踵而來的問題,，講解不如演示。只見陳晨的同伴戴上手套,，在槍內頂入“彈夾”——吸入3D打印材料的注射器,，然后“持槍”扣動“扳機”,，一張類似蜘蛛編織的網(wǎng)立刻出現(xiàn)在另一只手上。輕薄,、柔軟,、幾近透明的材質，讓評委不禁上前摸了摸,。
當評委移步下個站臺時,，陳晨深呼一口氣，似與隊友交流又似自言自語道：“太緊張了,，太緊張了,，感覺很多內容都沒講出來?！?/p>
這是12月7日在北京理工大學（以下簡稱北理工）校內舉辦的“2019首屆全國大學生智能機電系統(tǒng)創(chuàng)新設計大賽”全國決賽中的一幕,。
多元項目參與展示
“2019首屆全國大學生智能機電系統(tǒng)創(chuàng)新設計大賽”啟動于6月，以“智能機電系統(tǒng)創(chuàng)新設計與綜合實踐”為主題,。大賽自啟動以來,，共收到全國113個單位設計仿真類和實物開發(fā)類參賽作品434項。
最終與陳晨所在團隊一樣來到現(xiàn)場進行決賽的,，只有來自53所高校的90件作品,。這些作品在現(xiàn)場面對評委的審查，各自進行現(xiàn)場項目匯報,、作品演示等路演環(huán)節(jié),。
在被圈起來的場地一隅，具有方形外觀,、安裝輪子的機器人,，正在以三個為一組快速地奔跑著。如果仔細觀察就會看到,，每組三個機器人中間并無連接,，全靠自動監(jiān)測系統(tǒng)保持一定距離，整齊有序地在隊員的控制下行進,。
在另外一塊展示場地,，面積不大的蹦床上，一架四足機器人正在“歡快”地蹦跳,。人類在蹦床上玩耍并不稀奇,，甚至幾歲的孩童也能完成。但是機器人在蹦床上的蹦跳卻不是件易事,。首先,，制作者要保證它不會跳離蹦床的范圍；其次,，還要保證它在空中的體態(tài),，不會翻轉也會傾斜……
在靜態(tài)展示區(qū)域,，盡管沒有機器人助陣，但是展板上的內容也引起了不少人的注意,。
此次比賽參與展示的項目頗為多元,。其中，有基于智能機器人,、機械與醫(yī)療領域的項目,，例如北理工的“基于導管導絲協(xié)同操作球囊導管配合輸送的心腦血管介入手術機器人”、上海大學的“基于esp32的智能輸液監(jiān)控系統(tǒng)”等,；也有展示智能機器人深度學習能力、靈活性等項目,，例如浙江大學的“多智能體協(xié)作對抗系統(tǒng)—小型足球機器人”等,。
解決“卡脖子”技術難題
雖然展示作品來自各個領域，且各有千秋,，但它們都具有高效創(chuàng)新的共通點,，甚至有些項目解決的就是國內某些“卡脖子”的技術難題。
“基于仿生視網(wǎng)膜的高速識別跟蹤系統(tǒng)”是北理工光電學院課題組的研究項目,，來自該項目組的研究生閆雷在接受《中國科學報》采訪時表示,，“仿生視網(wǎng)膜”是通過計算機等技術模擬人眼?！八m合震動,、大視場以及需要高分辨率的場景?！遍Z雷說,。因為目前圖像跟蹤系統(tǒng)存在高分辨率圖像與巨大計算量無法兼顧等矛盾，所以模仿人眼分辨率變化的原理,，可以讓成像系統(tǒng)在震動的過程中更穩(wěn)定,，也可以讓圖像跟蹤系統(tǒng)在大視場內更好地跟蹤目標，壓縮冗余信息,。
來自哈爾濱工業(yè)大學的“基于行程放大機構的宏微壓電驅動系統(tǒng)”在最終的評選結果中榮獲二等獎,。該項目組的陳方鑫在面對評審委員會主任、中國工程院院士楊紹卿時略顯緊張,。作為第一個被評委審視的項目,，陳方鑫對于這項技術頗有信心?！斑@項技術應用的領域較多,，例如航天領域，我國的衛(wèi)星上就可以應用我們的技術,?！标惙仅胃嬖V《中國科學報》,，因為空間光學系統(tǒng)的復雜性和航天器載重的有限性，衛(wèi)星上搭載的拍攝系統(tǒng)無法一次被帶入太空,，“這就需要原件被拆散,，然后在太空中重組?！标惙仅握f,，“將精密器件重組前提是高精度驅動裝置?！?/p>
國內這類技術相對落后,，迫使我國必須購買國外產(chǎn)品。而隨著我國深空探測領域深入,，這項技術勢必要突破,。陳方鑫所在團隊研究的就是這項技術?！按送?，激光武器、光柵拼接等也需要這類驅動裝置,?！?/p>
面對院士的點評，陳方鑫覺得受益匪淺,?！拔覀兊墓ぷ魈幵趯嶒炇译A段，對于實驗室外的具體工程問題思考不足,?！标惙仅握f。他們現(xiàn)在實現(xiàn)了“從無到有”的過程,，下一步將繼續(xù)“從有到精”的提升,。“這次比賽對我們來說是很好的展示平臺,，如果有機會,，我們希望與企業(yè)進行合作，將技術落地,?！标惙仅纹诖?/p>
前文提到的“E-repair口袋生物3D打印機”也獲得了二等獎,?！拔覀兏鶕?jù)不同創(chuàng)面設計了不同的材料，例如面對怕感染的創(chuàng)口，我們在材料中加入了殼聚糖等抑菌型較好的成分,，對于那些比較深的創(chuàng)面,，我們則使用有含有膠原蛋白的材料?！标惓吭诮邮堋吨袊茖W報》采訪時解釋說,。除了緊急處理，這臺設備還可以與手機相連,，手機應用程序背后則是專業(yè)的醫(yī)生,。在面對比較復雜的情況時，手機可以拍攝畫面實時傳遞給醫(yī)生,，由其給出專業(yè)意見后,，再打印出所需要的醫(yī)用材料。
此外,，這臺設備還具有深度學習功能,。“我們的項目從2017年開始,，經(jīng)歷了兩次迭代后才有了現(xiàn)在這臺設備?！标惓拷榻B道,。目前，這項設備已經(jīng)著手進行動物實驗,。而研究人員也已經(jīng)做好準備,，應用到臨床。
為學生提供創(chuàng)新的展示平臺
對于此次大賽,，北京理工大學兵器學科特區(qū)辦公室,、大賽組委會秘書長柏利在接受《中國科學報》采訪時表示：“這次比賽是在立足雙創(chuàng)、增強創(chuàng)新型人才培養(yǎng)基礎上舉辦的,，主要圍繞智能機電領域創(chuàng)意類與創(chuàng)新類項目,，就是要加強大學生科技創(chuàng)新實踐活動，也要讓大學生牢記國家創(chuàng)新驅動的使命,?！?/p>
同時，柏利表示,，這次大賽的評選結果也將從先進性,、科學性、現(xiàn)實意義三方面綜合評價,?！昂芏鄬W生的創(chuàng)意都很有意思，也是為他們提供展示的機會,?！?/p>
“雙創(chuàng)”離不開創(chuàng)新與創(chuàng)意,，有創(chuàng)新就意味著知識產(chǎn)權。閆雷所在團隊就已經(jīng)為“基于仿生視網(wǎng)膜的高速識別跟蹤系統(tǒng)”申請了多項專利,?！皠?chuàng)新不是一蹴而就，而是將之前所學的知識進行梳理與歸總,?！遍Z雷說，“有的創(chuàng)新是原理創(chuàng)新,，有的是技術應用創(chuàng)新,，但是對于大學生來說，開始時主要是組合創(chuàng)新,。有了創(chuàng)新意識后就可以從原理以及技術應用上進行創(chuàng)新,。這是個循序漸進的過程?！边@次比賽,，讓閆雷看到了很多自己研究領域外的技術，他感受到了創(chuàng)新的魅力,。
陳方鑫則在講解完后,，馬上迎來了其他高校科研團隊的成員,。這次比賽無疑為這些實驗室內的天之驕子們,，打開了另一扇創(chuàng)新的大門。
分享到：