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郑大故事:一颗“种子”的成长——记电气与信息工程学院2019级本科生刘冬旭

发布时间:2023年07月30日 信息来源:党委宣传部 电气与信息工程学院

郑大故事:一颗“种子”的成长——记电气与信息工程学院2019级本科生刘冬旭

“他踏实努力、有担当、抗压能力极强。”提及刘冬旭,他的同学陈博威敬佩地说道。刘冬旭是电气与信息工程学院2019级的一名本科生,他曾在高中时期和当时的团队一起成功组装无人机并使其顺利升空,伴随着无人机腾飞而起的除了雀跃的心情,还有尚且稚嫩的科创梦想,科研的种子就这样在他心中悄然种下。树木会发芽,孩子会长大,当时的种子经过四年的酝酿,如今已长成大树,结出甜美的果实。

扎根:“茫茫选择,坚定热爱,路途坎坷亦可到达”

2019年,刘冬旭怀揣着对未来的期待,进入到金沙娱场城61665机械与动力工程学院学习。初入大学校园,各式各样的社团活动让他眼花缭乱。他积极参加了足球队、吉他社等组织,试图从各个维度充实自己。在丰富多彩的大学生活徐徐展开之际,刘冬旭始终不忘自己的科创梦想。他严肃对待、认真准备,终于通过重重考核成功加入电宇智控实验室,并在学长的带领下开始参加科创项目。在这个过程中他对实验室的明确分工愈加了解:机械组的成员负责机械建模及产品外壳构造;电路控制组的成员负责组装产品内部电路,控制产品运作。伴随着学习的深入,刘冬旭逐渐对自己所学专业有了新的想法,“相对于机械组的项目外壳打造,我对如何操纵和控制一个机器更感兴趣,因此我开始不满足于目前所学的知识,萌生了转专业到电气与信息工程学院的想法。”

然而,事情却没有刘冬旭想象的那么简单。2020年初,新冠肺炎疫情在全国范围内爆发。教学任务全部改为线上进行,居家学习成为必需,正常的学习进度与计划被打乱,本应在大一下学期进行的转专业也延后至大二上学期进行。由于转专业的要求,他需要在一个学期之内完成电气与信息工程学院大一年级整一年的学习任务,又不能落下现在学的功课。除此之外,他还需要兼顾实验室的项目。

巨大的学业压力面前,刘冬旭选择迎难而上。“在那段忙碌的日子里,我养成了制定计划的习惯。”他分享道。针对每日、每周、每月,甚至每学期,他都做好了充分的学习计划。备战英语四六级考试期间,即便身负多项实验任务,刘冬旭仍然坚持每天认真落实英语单词的打卡。学习计划的完成不在于数量的多少,而在于质量的高低,但一旦下定决心去做,就要做到“今日事今日毕”,这是他一直坚持的准则。

“在我的印象当中,刘冬旭是个对待任何事都很认真努力的人,”谈起自己的室友,机械与动力工程学院2019级余浩诚语气中满是敬佩,“他刚转专业的时候课业繁多,经常每天复习到半夜。兼顾科研比赛和学习成绩,这在我看来是一件很难的事情。”在专心于科创项目的同时,刘冬旭对于自己的课业成绩也有着严格的要求。由于选择了转专业,许多课程安排产生了难以调节的冲突,针对这些课程他只得选择自学:“我因此发现了丰富的网络学习资源。”刘冬旭用一种发现了宝藏的语气,兴奋地说道:“网络上有着许多优秀的教学资源,我可以根据自身的情况来进行选择与组合,这样既锻炼了我的学习能力,又让我的整个学习框架更加系统化。”

向下扎根才能向上生长。刘冬旭所种下的科研的种子,就在日复一日的坚持与努力之中汲取着向上的力量,只待春雨到,便得破土出。

成长:“结果的绚丽来自于一步步向前的过程”

说起科创方面的话题,刘冬旭一下有了精神头:“要说可以称得上是‘科创启蒙’的项目,还是非‘瀚海号’无人航行器莫属。”这是两年前他和团队完成的水下机器人的项目。

这个项目的前身是金沙娱场城61665水下机器人实验室团队研发的“哪吒”AUV无缆水下机器人,该项目夺得了2020年中国机器人大赛冠军。刘冬旭和实验团队的伙伴们要在学长们的研究基础之上对该项目改造外壳、增强性能,进行进一步完善。与“哪吒”相比,刘冬旭及其团队在设计外壳时采用了更加流畅的左右对称设计,减少了摩擦阻力,并且进一步完善了机器人的防水功能。“因为这个机器人有着水蓝色的外壳,所以我们又称之为‘小蓝’。”刘冬旭笑着讲道。

对于“小蓝”的研发,整个团队虽然在一定程度上参考了学长们的研究成果,但绝大多数内容,刘冬旭及其团队还是不断进行了新的尝试。“理论很美好,现实很残酷”,不到真正下水的那一刻,谁都无法断言项目万无一失。实践过程中问题层出不穷,重心与浮心的计算偏差、配重块与浮力块安装位置判断的失误、机器本身的防水问题……任何一个环节的出错都会导致实验结果以失败告终。

成功就在一次次失败的经验积累中到来。机械组通过3D建模等技术打造好“小蓝”的外壳和机械组件;电控组将连接好的电路细致组装到“小蓝”的体内;软件组将编好的程序代码启动。在三个小组各司其职、齐心协力下,“小蓝”终于迈出了水下行进了第一步。万事开头难,“小蓝”在团队的通力合作下越走越顺畅,最终走向了全国三维化数字化创新设计大赛全国一等奖的领奖台。

这次获奖经历让刘冬旭倍感惊喜。“其实在最开始,我们并没有去想这个倾注了我们的心血的项目会拿到什么样的奖项,”他回想起自己大二下学期暑假的科创经历,“我们最感兴趣、最希望得到的是在做实验过程中每一次小的成功,这是我们想要追求的实质性的东西。”

在接触这个项目期间,刘冬旭在自己原机械类专业的基础上,逐渐学习并掌握了电路控制技术,实现了整个装置制作、控制的融会贯通,成功地检验了自己扎实的知识基础。这次的经历是刘冬旭科创之路上颇具意义的成长过程。

“小蓝”意料之外情理之中的获奖就如同春雨,春雨到,万物生,刘冬旭心中科研的种子已萌出枝芽,正在快速生长。

硕果:“最有获得感的不是奖项,是他们脸上的笑容”

随着科研慢慢深入,刘冬旭发现电气与信息工程学院没有一个专门让本科生锻炼科研能力的实验室。于是,他积极联系辅导员和学院老师,成立了电宇智控本科实验室。伴随着实验室的一步步建立,他的科研理想也不断的落地生花。

“机械是用于人的,发明不只是追求技术多么高深,更重要的是追求社会贡献。希望我做的项目可以让这个社会变得更好一点。”基于中医腧穴按摩理论的多感结合视力防护理疗仪是一个完全由刘冬旭自己组织的项目,也是电宇智控本科生实验室创立后的第一个项目。这个项目可以说是他进行医工结合研究的开端。“现在近视群体越来越年轻化,近视的人数也越来越多。无论是从国家战略还是个人健康来说,视力的保护都是极为重要的。”刘冬旭以此为灵感,结合中医穴位,带领团队成员发明了视力防护理疗仪。理疗仪的外观如同头盔,它运用面部识别技术,对每个孩子进行个性化的按摩;与此同时,在一些敏感度较低的穴位,它会使用电刺激模式,进一步对穴位进行刺激,以达到理疗效果的最大化。与孩子自己做眼保健操相比,这款仪器对于面部的穴位的识别更加精确,按摩力度也更加均匀。在对比试验中,视力防护理疗仪表现不俗,使用者的眼部疲劳得到明显的缓解,刘冬旭也为此无比高兴。

对于刘冬旭来说,在科研中最具获得感的时刻不在于项目获得了多大的奖项,也不在于自己获得了多少的荣誉,而在于看到项目受益者脸上真切笑容的瞬间。在“夕暮畅享——穿戴式CVD多传感训练康复设备”的研发中,刘冬旭与团队成员去医院进行项目测试,那是他第一次亲眼看到脑卒中患者。他脑海中抽象的病理名词,在那一刻成了一个个具体的人。刘冬旭至今都没有忘记当时心中涌动着地强烈期望,“我一定要做好这个项目,一定要让他们的康复训练更加方便,更加有效。”该设备使用Brunnstorm技术对患者的运动能力进行评级,同时结合Unity实时3D互动使患者更有体验感。康复设备的系统会将患者的运动状态与标准动作进行对比,并自动打分评级,它可以辅助医务人员及时了解患者的恢复进程,以帮助患者更好地恢复。

刘冬旭与团队成员在医务人员的帮助下小心翼翼地将仪器绑在患者身上,认真地调整每个穿戴细节。完成了一切准备工作后,按下了启动按钮。随着机器的启动,患者的视野中的诊疗室变成了一片绿意盎然的草地,这是VR眼睛的功效。之所以选择草地作为虚拟场景,是为了让患者以更加放松的心态面对康复训练,刘冬旭及团队在人文关怀方面也颇下苦心。看着患者一点一点地做着动作,刘冬旭感慨万分,他的发明真正派上了用场。“患者和他的家属向我们表达感谢的时候,那一刻的满足感和获得感是什么时候都无法比拟的。”这让他感受到发明创造的真正意义。

回望本科发明生涯,他坚信在“发现”的基础上“发明”,以“发明”造福社会,才是科创的真正意义。“不空喊,梦想付诸实践”,在未来,他希望利用自己所学,做出更多具有实用意义的产品,将论文写在发明创新之中,实现自己的人生价值。科研的种子至此结出了甜美果实。

清晨的鸟鸣、傍晚的夕阳、路旁的灯光都见证着奋斗的身影。在数不清的日夜中,在努力与勤奋的灌溉下,科研的种子扎根、生长、结果,刘冬旭在科研在科研之路上乐在其中,且歌且行。(吴晨曦 何雨濛 撰稿)

刘冬旭在实验室

“瀚海号”无人航行器

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