中青報·中青網見習記者 王璟瑄 記者 樊未晨
在五四青年節前夕,“青春之歌——全國大學生創新成果展”在中國國家博物館拉開帷幕,為前來觀展的游客帶來一場硬核又新潮的“創新秀”。
此次展覽由教育部、文化和旅游部聯合主辦,國家博物館承辦,匯聚101所高校的118個創新項目,分為“科技新星”“青春奉獻”“家國情懷”三大篇章,全面展示新時代大學生的優秀實踐成果。
中青報·中青網記者在現場看到,展覽不僅聚焦量子計算、集成電路和人工智能等硬核科技,亦將目光投向民生改善、生態修復、醫療服務和鄉村振興等領域的創新實踐,勾勒出大學生在前沿科技探索、生態與社會可持續發展領域的堅實足跡。
科技新星助力夢想“飛”揚
在“科技新星”展區,一輛“長著翅膀”的四輪汽車吸引了諸多觀眾的目光。這是東南大學“東大鯤鵬”團隊在今年1月1日發布的國內首輛飛行汽車“東大鯤鵬一號”。
全國首輛飛行汽車“東大鯤鵬一號”。中青報·中青網見習記者 王璟瑄/攝
東南大學青年教師李兵兵是該項目團隊的成員之一。他告訴中青報·中青網記者,這輛2.1×1.2×1.5米的飛行汽車最大載重達500公斤,最大飛行高度超過300米,最高時速可達每小時60公里。
李兵兵介紹,項目團隊組建于2023年12月,由20余名95后、00后青年科研人員組成,構建起涵蓋青年教師、博士后、碩博生及本科生的梯度化人才體系。項目從立項、調研、設計、開發到落地,歷時一年。
一年的時間看似短暫,但科研的道路往往布滿荊棘。由于市面上缺少相關飛行汽車產品的技術方案,“從0到1”的創新充滿不確定性。“傳統的電動垂直起降飛行器eVTOL不具備地面移動能力,而我們研發的‘東大鯤鵬一號’為陸空一體型,兼具地面運載與空中運載的靈活移動能力。”李兵兵表示,陸空一體飛行汽車是以汽車為主要載體,而非當下主流的無人機技術路線。能否成功實現這些全新的設計思路,曾經給團隊成員帶來了不少心理壓力。
與此同時,理論分析與工程實踐的鴻溝也一度成為難題。李兵兵回憶,有些設計構想在圖紙階段驗證很順利,但是在真實制作過程中,由于人工安裝的誤差,出現了零部件干涉,“技術人員最長連續4天不睡覺,臨時調整方案和部件”。
功夫不負有心人,在每位團隊成員的不懈堅持下,“東大鯤鵬一號”成功突破了陸空一體化車身結構拓撲優化、多模態交互數字化座艙、陸空分布式電驅動系統等多項關鍵核心技術。
“可飛可跑”的飛行汽車具體有哪些應用場景?李兵兵表示,高機動性、大載重量等特點讓它能夠在軍用領域實現快速打擊,在消防領域可以實現靈活救援,同時也可以補足物流供應鏈短途運輸的“最后一公里”,未來還有望將其開發為觀光載具。
目前,“東大鯤鵬”團隊的技術日趨成熟穩定,商業化運營團隊正在緊鑼密鼓組建,已與2家上市公司初步達成融資意向。展望未來,團隊計劃為飛行汽車配備可伸縮或隱蔽式機翼,優化外觀;同時將動力構型升級為油電混動,將續航里程提升至2小時左右,讓飛行汽車真正成為便捷的“空中飛的”。
關于項目名稱的由來,李兵兵表示,“鯤鵬”寓意“扶搖直上九萬里”,寄托著對我國低空經濟蓬勃發展的美好祝福。“作為新時代青年,特別是我們青年科研工作者,要發揮自己的專業所長,把科研成果轉化到真正的市場中去,實現知識‘從書架向貨架’的轉變。”
青春奉獻守護文化傳承
中青報·中青網記者注意到,展區內除了飛行汽車、智能機器狗、“電子魚皮”等各類前沿硬核科技成果,還有不少充滿“文藝范兒”的創新實踐。來自內蒙古大學的“復雜文字古籍文獻數字化一站式解決方案”就是其中之一,該項目獲得了2024年中國國際大學生創新大賽全國金獎,項目團隊致力于讓少數民族復雜文字“開口說話”,為學術研究和文化傳承點亮希望之光。
全自動翻頁掃描儀、少數民族文字識別技術及數字化平臺。中青報·中青網見習記者 王璟瑄/攝
“這是我們自主研發的全自動翻頁掃描儀、少數民族文字識別技術及數字化平臺,全面實現蒙古族、滿族、藏族等少數民族文字材料的自動掃描、翻頁、識別、轉換與翻譯。”項目負責人、內蒙古大學中國語言文學專業博士研究生歐日樂克指著他身旁的長方形掃描儀介紹,少數民族語言文字相對復雜,存在大量的形態變化。數字化的過程不僅需要技術,也需要對少數民族語言文化有較深的理解才能完成,該項目解決了少數民族語言文字數字化難的痛點。
他告訴中青報·中青網記者,傳統的人工掃描不僅容易損壞古籍,而且效率慢,一天工作12小時可能只能掃完3本書;而全自動翻頁掃描儀經過測試,最快能在4小時掃描9本古籍。
歐日樂克拿起一本樣書放入掃描儀演示,該掃描儀采用“風吸翻頁”的設計,類似于驗鈔機,比手動翻頁更加輕柔;針對古籍脆弱、易損壞的特點,設備能根據紙張厚度自動調節翻頁間距和風的大小,精準識別每一頁文字。
“當下主流的高拍儀掃描容易存在掃描變形、丟失重要文字信息的問題,而且大多屬于‘淺數字化’。”歐日樂克解釋,許多少數民族語言在數字化過程中缺少文字語料庫,所謂的“數字化”僅僅是將其掃描成電子圖片。
為了實現對少數民族古籍的“深數字化”,團隊依托內蒙古大學在少數民族語言文字研究方面的積淀,投入大量人力手動錄入、校對少數民族語言內容,在數字化平臺構建高質量語料庫。“古籍經過自動化掃描之后,會直接在內置的數字化平臺里呈現出可編輯、復制、粘貼、查詢的真正數字化文本。”歐日樂克說。
此外,歐日樂克介紹,掃描儀的內置平臺還可以對少數民族古籍文本進行翻譯和朗讀,目前可識別8種少數民族語言,后續還將把西夏文納入識別范圍。而對于諸如英文、德文等通用語言文字,掃描儀的識別準確率高達99.99%。
目前,設備已進入量產階段,將為圖書館等機構的古籍數字化工作提供有力支持。團隊還積極拓展應用場景,開發小程序和云端應用,方便用戶對已數字化的內容進行處理。歐日樂克希望通過這些努力,推動古籍文獻等的掃描和數字化“成為一種簡便的事情”,為保護和挖掘少數民族古籍文獻中的優秀文化價值貢獻力量。
家國情懷根“植”綠海煥新
來到“家國情懷”展區,有一支來自中國海洋大學的本科生團隊致力于在海底“種草”,他們的“船機協同海草床植株移植機器人”項目獲得了2024年全國大學生創新大賽全國銀獎。
項目負責人苗涪倫介紹,該項目聚焦海洋生態修復難題,自主研制一款船機協同海草床植株移植機器人進行海草床修復。
船機協同海草床植株移植機器人。中青報·中青網見習記者 王璟瑄/攝
據了解,海草床又被稱為“海底草原”,是眾多海洋生物的棲息地,也是全球最重要的碳庫之一,存碳效率比森林高90倍,具有極高的生態功能和經濟價值。近幾十年來,由于人類活動和全球氣候變化影響,海草床正以每年7%的速率快速退化。據統計,修復一萬畝面積的海草床,能夠中和20萬輛汽車每年的碳排放量。
然而,傳統的海草移植方法效率低,海況不穩定對潛水員水中作業也會產生危險。為解決該痛點,來自通信工程、機械設計制造等專業的2021級本科生團隊在中國海洋大學創新教育實踐中心主任宋大雷、海草床生態修復研究團隊負責人張沛東的指導下,歷經兩年研制出了海草床植株移植機器人。
苗涪倫介紹,機器人配備儲苗船與水下種植機兩大系統,創新性運用“麻繩夾系法”,通過輸苗機構將儲苗船上的大量苗繩輸送到海底,由水下種植機將苗繩埋入海底土壤,同時融合光學識別與姿態共享技術實現了模式可調的船機協同作業。宛如“綠色精靈”的海草床植株移植機器人,相比人工海草移植效率有了大幅提升,也避免了人工作業的潛在風險。
目前,團隊已申請3項發明專利,移植機器人成功在1-6米近岸淺水區開展小規模實地移植實驗,未來將突破開放海域應用,進一步在風浪較大的深水區域(如渤海、南海)驗證機器人穩定性。
“我們希望該項目能推動智能化技術突破海草床修復效率瓶頸,助力我國藍碳經濟規模化發展,治理海底沙漠,建設更美麗的地球村。”苗涪倫說。
來源:中國青年報客戶端
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