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需求之上擺擂台 育人之尚唯創新——第十八屆“挑戰杯”新觀察

發布時間:2023-11-02 10:58:00來源: 中國青年報

 

  對貴州大學研三學生秦君鵬及其團隊來說,今年的“挑戰杯”是他畢業(ye) 前的最後一次“大考”,也是他成長經曆中的最新注腳。今年3月,在華為(wei) 雲(yun) 計算技術有限公司發布“基於(yu) 端雲(yun) 算力協同的疲勞駕駛智能識別”賽題時,他們(men) 團隊毫不猶豫“揭榜”,一路過關(guan) 斬將奪得“擂主”。

  10月27日至31日,由共青團中央、中國科協、教育部、中國社會(hui) 科學院、全國學聯和貴州省人民政府共同主辦,貴州大學承辦的第十八屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽終審決(jue) 賽在貴州大學舉(ju) 行,這是“挑戰杯”競賽首次落戶貴州。

  本屆“挑戰杯”以“科創築夢,挑戰未來”為(wei) 主題,進一步突出育人導向,搭建主體(ti) 賽、“揭榜掛帥”專(zhuan) 項賽、紅色專(zhuan) 項活動、“黑科技”展示活動有機組成的“1+1+2”賽事整體(ti) 架構,形成差異定位、文理各擅、高低搭配的賽道格局,累計吸引全國2000多所高校、40餘(yu) 萬(wan) 件作品、250萬(wan) 名學生參賽。

  華為(wei) 首度發榜 擂台硝煙陣陣

  今年,華為(wei) 雲(yun) 計算技術有限公司首次作為(wei) “挑戰杯”“擂台賽”專(zhuan) 項賽發榜單位,麵向全國高校發布“基於(yu) 端雲(yun) 算力協同的疲勞駕駛智能識別”賽題,最終評選出南昌航空大學、貴州大學、浙江師範大學、華中科技大學、安徽大學5所院校的作品為(wei) 特等獎,進入終審決(jue) 賽,爭(zheng) 奪“擂主”。

  “賽題一樣,想要勝出,那比拚的就是誰的方案更創新,係統模型算力和效能更優(you) 越。”貴州大學計算機學院數據安全與(yu) 網絡安全重點實驗室研三學生付玉傑告訴記者,在“揭榜”後,他迅速吸納了擅長智能算法、圖像識別等領域的同學完成團隊組建。

  傳(chuan) 統的疲勞駕駛行為(wei) 檢測方式分為(wei) 圖像識別、臉部關(guan) 鍵點識別兩(liang) 個(ge) 步驟,即終端識別到人臉圖像後,根據眼部、嘴部等關(guan) 鍵點的形狀、大小、距離分析是否有閉眼、打哈欠、看手機等行為(wei) ,最終將識別結果反饋至終端。

  “這種模式存在檢測速度慢、端雲(yun) 計算難協同等技術壁壘,不適用於(yu) 智能檢測。”秦君鵬說,團隊為(wei) 解決(jue) 這一難點,嚐試使用一段式目標檢測方案,設計並訓練模型,直接識別圖像是否為(wei) 疲勞駕駛行為(wei) ,省去關(guan) 鍵點定位等流程。

  “我們(men) 也采用類似的單階段分類策略,讓模型反應更快。”安徽大學信號與(yu) 信息處理專(zhuan) 業(ye) 學生、項目負責人鄧英劍告訴記者,團隊還設計了一種高效的特征融合模塊,實現了單一技術框架在白天和夜間多駕駛場景下的應用。

  根據賽題,參賽作品要設計出雲(yun) 端控製係統和實物終端,並實現兩(liang) 者的有效鏈接。在項目籌備過程中,5個(ge) 項目團隊都發現,不論如何調整參數,數據傳(chuan) 輸始終存在延遲,尤其是網絡信號不足或係統的算力不足時,很有可能出現中斷,而疲勞駕駛的識別和提示要求在短時間內(nei) 完成,否則很容易造成交通事故。

  針對這一痛點,付玉傑及團隊成員萌發了端側(ce) 到端側(ce) 的模型方案,降低了成本和能源的消耗,在“終極PK”後獲得了這一賽題的“擂主”。

  南昌航空大學軟件學院軟件工程專(zhuan) 業(ye) 研三學生、團隊負責人張偉(wei) 認為(wei) ,“揭榜掛帥”專(zhuan) 項賽要求在短時間內(nei) 把停留在實驗室裏的想法、概念變成實實在在可運行的代碼、可解決(jue) 現實痛點的方案係統,“無疑是一次高強度的集中式綜合訓練”。

  張偉(wei) 坦言,團隊組建初期,由於(yu) 對目標檢測相關(guan) 知識的了解不夠,設計方案時常常遇到瓶頸。在初賽結束前3天,他們(men) 作品的係統評分卡在89-90之間,難以突破。但團隊成員沒有放棄,而是緊急頭腦風暴,反複調整參數,提高模型性能。

  團隊指導老師陳英清晰記得9月21日晚,張偉(wei) 告訴他項目以總分第一的成績獲得全國特等獎時的場景,“學生們(men) 在實驗室裏興(xing) 奮地歡呼起來”。他認為(wei) ,“挑戰杯”的意義(yi) 不僅(jin) 在於(yu) 競技,還在於(yu) 創新思維的碰撞,比賽期間,他以競賽為(wei) 牽引,帶著學生學習(xi) 其他項目團隊的方案理念,自查不足,查漏補缺,將科學精神、創新思維、競賽激情貫穿學生創新創業(ye) 教育全過程。

  據悉,本屆“揭榜掛帥”專(zhuan) 項賽聚焦科技發展前沿和關(guan) 鍵核心技術,聚焦哲學社會(hui) 科學領域的重大課題和現實問題,“掛榜”的賽題由21家單位提供,專(zhuan) 項賽參賽學校學生提交近2000件作品,數量是上屆的3倍。230餘(yu) 所高校的700餘(yu) 件作品入圍終審,105個(ge) 項目通過前期終審決(jue) 賽入圍“擂台賽”,每個(ge) 賽題的5支前期獲“特等獎”的團隊強強對話,爭(zheng) 奪21個(ge) “擂主”席。

  為(wei) 打通大學生科技創新成果轉化的“最後一公裏”,發榜單位還與(yu) 21個(ge) 賽題“擂主”團隊現場集中簽約,兌(dui) 現榜單約定的科研經費獎勵和支持舉(ju) 措等,持續助力做好學生科技創新成果向現實生產(chan) 力轉化,促進大學生創新成果與(yu) 社會(hui) 、市場、產(chan) 業(ye) 的對接融合。

  把“挑戰杯”經曆寫(xie) 進簡曆裏

  “我們(men) 團隊成員都是‘00後’,社會(hui) 使命感很強。有些隊員是在海邊長大的,對海洋垃圾造成的環境汙染有著更為(wei) 深刻的感受。”10月29日,在挑戰杯“黑科技”展示區,廣州大學機械與(yu) 電氣工程學院學生王梓熙向記者介紹團隊項目《藍海衛士 ——全自動海洋垃圾回收係統》的研究初衷,自主研發的全自動海洋垃圾回收設備引來不少師生駐足參觀。

  記者看到,設備是略顯粗糙的機電一體(ti) 化裝置,鋼架結構、攝像頭、螺絲(si) 都清晰可見,模擬海麵行駛時,可精準識別塑料袋等垃圾物,並自主規劃路線航行,精準收集垃圾至緩衝(chong) 艙。艙滿後,設備的壓縮裝置將垃圾沉入水下,借助慣性壓入水下柔性網內(nei) 儲(chu) 存。

  “市麵上已有的海洋垃圾回收設備基本都是人工或半人工的,全自動的還很少。”團隊成員、廣州大學機器人工程專(zhuan) 業(ye) 大二學生陳奎庚介紹說。

  項目從(cong) 校賽、省賽,再到獲評國賽“星係級”作品,陳奎庚及其團隊成員坦言,每一階段的評委老師都給予了他們(men) 許多建設性的指導意見。

  劉長紅第四次作為(wei) 指導老師帶隊參加“挑戰杯”國賽,他認為(wei) “黑科技”展示活動是鼓勵大學生提出和論證充滿想象力、創造力的新思路、新方法、新技術,“挑戰杯”的初心歸根結底是創新人才的培養(yang) ,這與(yu) 廣州大學交叉融合的創新能力培養(yang) 體(ti) 係理念不謀而合。

  2014年,廣州大學學生自發成立了創客協會(hui) ,機械與(yu) 電氣工程學院每年都將參觀創客實驗室作為(wei) 新生入學教育第一課的最重要內(nei) 容。王梓熙便是在這樣的契機下加入了海洋垃圾回收係統研發團隊,並從(cong) 研究助理成長為(wei) 創客協會(hui) 會(hui) 長,用自己的成長故事感染、激勵更多學生勇於(yu) 創新。

  自稱“勞動用工小隊”隊長的趙克君也有著同樣的感受。

  趙克君是貴州大學公共大數據國家重點實驗室大數據技術與(yu) 工程專(zhuan) 業(ye) 碩士二年級學生。研究生一開學,他便在指導老師王崎和學長、學姐的帶領下,參與(yu) 到了《勞動用工大數據要素化助力農(nong) 民工就業(ye) 新途徑》項目中。

  項目啟動初期,他和團隊成員前往貴州省各個(ge) 項目建築工地,實地調研了解務工人員的反饋和需求,對建築行業(ye) 的勞動用工情況進行廣泛調查,最終確定了項目研究方向——數字畫像模式匹配農(nong) 民工與(yu) 企業(ye) 招工。

  “以前農(nong) 民工找工作是通過工友介紹或者是自己去建築工地碰運氣,如果通過中介找工作,工資還會(hui) 打折扣。”據趙克君介紹,他們(men) 將貴州大數據發展管理局給予的勞動用工數據,分成年齡、工作經驗、技能特長等19個(ge) 維度數據,再將企業(ye) 招工相關(guan) 的近8000個(ge) 項目生成電子檔案,進行信息量化與(yu) 多源異構數據融合,構建農(nong) 民工和企業(ye) 數字畫像,不僅(jin) 可以實現農(nong) 民工和企業(ye) 間的實時動態直接鏈接,還可以輔助政府決(jue) 策,助力農(nong) 民工就業(ye) 。

  目前,項目已覆蓋了貴州省約220萬(wan) 農(nong) 民工、9162家企業(ye) ,接入了1萬(wan) 多個(ge) 項目,幫助了47.85萬(wan) 農(nong) 民工就業(ye) 與(yu) 5112家企業(ye) 招工。在此次比賽中,項目獲得了“公共大數據要素化”賽題擂台賽的最佳人氣獎。“我要把參賽經曆寫(xie) 進簡曆裏。”趙克君說。

  敢挑敢戰 最青春

  “我們(men) 可探見橋梁微米級裂紋,靈敏度高,科技感十足。”長沙理工大學土木學院《藍海長通——跨海特大橋隱蔽病害智能感測聯動修複技術》項目展位前,周昊拿著近120頁的作品書(shu) 和項目宣傳(chuan) 頁熱情地向參賽師生介紹道。

  隨著“海洋強國”被納入國家發展戰略,以跨海大橋為(wei) 首的海工設施建設掀起狂潮,跨海大橋所麵臨(lin) 的海上鹽霧、氯鹽、硫酸鹽等複雜環境下的侵蝕困擾以及隱蔽病害問題日益凸顯。

  “以往橋梁維修需要人爬上去,耗時長也易發生危險,即使用無人機拍攝,也隻能拍攝到橋梁局部,不能全麵掌握橋梁情況。”周昊告訴記者,在指導老師馬亞(ya) 飛的帶領下,學生團隊敢於(yu) 向這一國家級創新研究發起挑戰,展開了兩(liang) 年的不間斷研究。最終,以完全自主研發的算法模型為(wei) 核心,首創了集成式橋梁智能感測裝置與(yu) 運維評估係統。

  該設備借助超聲成像技術感知橋梁內(nei) 部鋼筋鏽蝕情況,無須接觸橋梁便可智能診斷橋梁高空外觀病害。首創的多維多源信息融合數字孿生橋梁安全智能評估係統,操作者可直觀看出橋梁橋體(ti) 病害全貌及程度,大大提升評估的效率和精度,項目技術已應用於(yu) 6個(ge) 省市的11座特大型橋梁。

  周昊坦言,兩(liang) 年多來,團隊輪休勞作試驗,克服了室外高溫、高空作業(ye) 的困難,以及沿海極端氣候環境帶來的挑戰,製作了數百個(ge) 試件,收集了上萬(wan) 份試驗數據,最終帶著項目成果走上“挑戰杯”國賽決(jue) 賽舞台。

  項目展覽現場,大連理工大學控製科學與(yu) 工程學院自主研發的“麵向智能運維的航空發動機虛擬試車台”,吸引了不少關(guan) 注。在虛擬技術的支持下,師生可現場體(ti) 驗航空發動機的超寫(xie) 實運行和智能維護。

  “作品核心功能是虛擬試車和關(guan) 鍵參量推演。”團隊成員劉墨然解釋道,航空發動機被譽為(wei) 現代工業(ye) “皇冠上的明珠”,是飛機的“心髒”,團隊項目技術的挑戰性不言而喻。

  傳(chuan) 統的發動機試車以地麵真機實測為(wei) 主,在排查故障時往往需要拆機,導致研發、運維成本較高。而使用團隊構建的虛擬航空發動機,工作人員可對航空發動機內(nei) 部重要的、傳(chuan) 感器不可直接測量的參數進行推演,為(wei) 航空發動機的設計、生產(chan) 、運維等階段提供關(guan) 鍵數據支撐。

  據項目指導老師徐昌一介紹,作為(wei) 曾主辦過“挑戰杯”賽事的高校,大連理工大學始終以此類高水平科技競賽為(wei) 牽引,探索實施了本科生“三早”工作坊,即“早進課題、早進實驗室、早進科研團隊”,構建了“氛圍營造-項目培育-競賽選拔-成果孵化”的全鏈條創新人才培養(yang) 機製,持續且定向培養(yang) 國家發展所需的專(zhuan) 業(ye) 型人才。

  中青報·中青網見習(xi) 記者 王姍姍 記者 陳鳳莉 來源:中國青年報

(責編:常邦麗)

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