迎接新硬件时代中国唤醒下一代卓越工程师

2019-03-26 09:23字体:
  

  有观点认为,我们即将迈入一个新硬件时代,多轴无人飞行器、无人驾驶汽车、3D打印机、可穿戴设备、智能机器驮驴,机器人厨师等正纷至沓来。

  要想支撑如此多硬件设备的研发,在新硬件时代保持领先地位,培养并造就一大批优秀的软硬件工程师势在必行。

  在国家层面,中国早已未雨绸缪,2010年起启动“卓越工程师教育培养计划”,面向高等院校,要求按通用标准和行业标准培养工程人才,强化培养学生的工程能力和创新能力,让行业企业深度参与培养。5年过去了,实施效果如何?记者日前在哈尔滨工业大学举行的第三届全国虚拟仪器大赛决赛上,领略到这些未来工程师们的风采。

  全国虚拟仪器大赛被公认为全国工科类院校虚拟仪器领域最权威、最具影响力的大学生科技创新竞赛,每两年一届,首届比赛于2011年在清华大学举办。本届大赛无论就赛事规模、影响力、参与度以及优秀作品的数量与质量,均达历届之最,预赛阶段共收到来自全国188所高校的1664支队伍报名参加,实际征集到学生创新作品751份,涵盖所有尖端工程学科与工业应用领域。

  经过多轮激烈角逐与全国几十名权威专家的严苛评审,只有80支各大高校的学生团队携作品入围在哈尔滨举行的最终决赛。

  来自清华大学自动化系学生团队研制的“自平衡自行车”,采用无人驾驶技术,因拥有突出的稳定性和灵活性,并具有良好的实际应用前景,摘取大赛唯一的特等奖。

  在颁奖礼后举行的产品展示交流会上,见多识广的美国国家仪器亚太区市场总监Ryota Ikeda先生,也为学生们的创意和设计所折服,带头给清华团队鼓掌,“学生们用一个新的创意思维,解决了传统的工程问题,非常难得,让我很激动。”

  清华的研发团队很快被观众、嘉宾、媒体团团围住,让这些性格内向的工科学子招架起来有点吃力。据队长何家瑞介绍,他们团队是跨国组合,一共5人,全部来自清华大学自动化系,其中4名国内学生,还有一位是来自希腊的留学生,两个研究生、三个本科生。“以老带新”,很有特点。

  谈起研制“自平衡自行车”的初衷,他们说相比于无人驾驶汽车,无人驾驶自行车具有体型小、灵活性强、环保节能等优点,他们基于车把转向控制方法设计出一种转向平衡控制器,实现自行车的自平衡控制,为无人驾驶自行车的真正实现奠定基础。

  

  何家瑞还透露,研发过程很艰辛,前后大概花了8个月时间,在学校实验室研发组装,趁每天一大早或者中午人少的时候去运动场试验,天气要么暴冷要么暴晒。不过他认为团队比较给力,学校和导师也给予了大力支持,而且他们还得到了充沛的社会资金支持,“目前投入有十多万吧,没有这笔钱,我们这些穷学生很难支撑这样的项目研发。”

  相比而言,浙江大学的“智能象棋助手”团队就显得“寒碜”了许多。该团队4名成员都来自浙江大学生物医学工程与仪器科学学院同一宿舍的本科大三男生。

  他们打造了一套智能化系统,达到象棋摆放、对弈等功能,分为机器视觉、机械结构、系统程序三个部分,该项目最终获得了大赛的二等奖。

  项目研发的初衷来自兴趣爱好,他们前前后后花了半年的时间。因为本科生还没有分配到实验室,他们就把寝室变成了实验室,所有的研发安装都在寝室内完成,为了研发它,甚至连游戏也不打了。“硬件材料基本来自淘宝,都是我们自己掏钱买的,几十块几百块的都有,软件引擎我们是采用了网上的开源代码做成。”

  指导老师马永昌对弟子们的表现赞不绝口,因为只是本科生,他原本只是让同学们做个机械手臂,能把物品识别并抓起来就可以了,没想到同学们最后研发出一整套智能化系统,达到象棋对弈功能。“经过这次的锻炼,他们完成项目的能力得到了大幅提升。”

  在很多人的眼里,工科一直是男孩子的天下,但记者在现场还看到一支“美女军团”,除了队长刘鹏,其他三位队员都是女生,他们均来自首都师范大学光电信息专业,研制的是一款远程控制探测机器人,通过遥控能让机器人进入无人区,传回视频图像、音频数据、温湿度等数据,还能实现循声搜索功能。

  几位女队员对研发机器人参加大赛感到兴奋,而且目前都是本科在读,对自己将来在工程研发领域的发展充满了憧憬。

  队长刘鹏作为唯一的男生,在团队里承担大部分的脏活累活,他本人今年也已被保送到中科院读研究生。“我还将利用光电信息技术,制作更多好玩的玩意。”他笑着对记者说。

  在大赛执行副主席、中国仪器仪表学会常务副理事长吴幼华看来,这些都是中国未来的卓越工程师,本届大赛也颇费苦心地把主题定为“唤醒中国下一代卓越工程师”。“我们就是要通过大赛来发现人才、培养人才、储备人才,在国家卓越工程师的培养教育中发挥重大作用,并积极推广相关经验。”吴幼华说。

  虚拟仪器技术,作为高性能软硬件结合的典范,因能大幅改善产品质量、提高产品开发和生产效率等,自1986年由美国国家仪器公司开创以来,在世界尖端科研、工程开发等方面得到广泛的应用,几乎每一位现代卓越工程师,都对其有所涉猎或掌握使用。

  大赛专家委员会常务副主席、教育部高校仪器类专业教学指导委员会秘书长胡晓东回忆起20年前读研究生阶段刚开始接触虚拟仪器技术,觉得很新鲜,没想到今天得到如此广泛的应用发展,他希望同学们能利用这个平台广交朋友,增加交流,突破自己的受教育小圈子,寻求更广泛的发展空间。

  吴幼华还向记者表示,中国在虚拟仪器的领域,相对国外还是比较薄弱的,通过这些大赛活动,希望增强学生对于我国仪器领域在世界范围的使命感,也希望培育一些新的思维创意,形成一批创新产品。“当然,学生的作品离真正走入市场还有一段距离,但并不妨碍实用化方向的发展。”

  马永昌老师则告诉记者,浙江大学上届参赛的一支团队也获奖了,后来继续参加全国大学生挑战杯也获了奖,团队成员毕业后以该产品为依托,成立了一家创业公司,目前已拿到A轮的融资。“我们不是做完就扔掉,做得好通过学校实验室阶段就能变成产品,当前市场上炙手可热的‘大疆无人机’,也是这样的模式。”

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