中青报·中青网见习记者 王璟瑄 记者 樊未晨

在五四青年节前夕,“青春之歌——全国大学生创新成果展”在中国国家博物馆拉开帷幕,为前来观展的游客带来一场硬核又新潮的“创新秀”。

此次展览由教育部、文化和旅游部联合主办,国家博物馆承办,汇聚101所高校的118个创新项目,分为“科技新星”“青春奉献”“家国情怀”三大篇章,全面展示新时代大学生的优秀实践成果。

中青报·中青网记者在现场看到,展览不仅聚焦量子计算、集成电路和人工智能等硬核科技,亦将目光投向民生改善、生态修复、医疗服务和乡村振兴等领域的创新实践,勾勒出大学生在前沿科技探索、生态与社会可持续发展领域的坚实足迹。

科技新星助力梦想“飞”扬

在“科技新星”展区,一辆“长着翅膀”的四轮汽车吸引了诸多观众的目光。这是东南大学“东大鲲鹏”团队在今年1月1日发布的国内首辆飞行汽车“东大鲲鹏一号”。


全国首辆飞行汽车“东大鲲鹏一号”。中青报·中青网见习记者 王璟瑄/摄

东南大学青年教师李兵兵是该项目团队的成员之一。他告诉中青报·中青网记者,这辆2.1×1.2×1.5米的飞行汽车最大载重达500公斤,最大飞行高度超过300米,最高时速可达每小时60公里。

李兵兵介绍,项目团队组建于2023年12月,由20余名95后、00后青年科研人员组成,构建起涵盖青年教师、博士后、硕博生及本科生的梯度化人才体系。项目从立项、调研、设计、开发到落地,历时一年。

一年的时间看似短暂,但科研的道路往往布满荆棘。由于市面上缺少相关飞行汽车产品的技术方案,“从0到1”的创新充满不确定性。“传统的电动垂直起降飞行器eVTOL不具备地面移动能力,而我们研发的‘东大鲲鹏一号’为陆空一体型,兼具地面运载与空中运载的灵活移动能力。”李兵兵表示,陆空一体飞行汽车是以汽车为主要载体,而非当下主流的无人机技术路线。能否成功实现这些全新的设计思路,曾经给团队成员带来了不少心理压力。

与此同时,理论分析与工程实践的鸿沟也一度成为难题。李兵兵回忆,有些设计构想在图纸阶段验证很顺利,但是在真实制作过程中,由于人工安装的误差,出现了零部件干涉,“技术人员最长连续4天不睡觉,临时调整方案和部件”。

功夫不负有心人,在每位团队成员的不懈坚持下,“东大鲲鹏一号”成功突破了陆空一体化车身结构拓扑优化、多模态交互数字化座舱、陆空分布式电驱动系统等多项关键核心技术。

“可飞可跑”的飞行汽车具体有哪些应用场景?李兵兵表示,高机动性、大载重量等特点让它能够在军用领域实现快速打击,在消防领域可以实现灵活救援,同时也可以补足物流供应链短途运输的“最后一公里”,未来还有望将其开发为观光载具。

目前,“东大鲲鹏”团队的技术日趋成熟稳定,商业化运营团队正在紧锣密鼓组建,已与2家上市公司初步达成融资意向。展望未来,团队计划为飞行汽车配备可伸缩或隐蔽式机翼,优化外观;同时将动力构型升级为油电混动,将续航里程提升至2小时左右,让飞行汽车真正成为便捷的“空中飞的”。

关于项目名称的由来,李兵兵表示,“鲲鹏”寓意“扶摇直上九万里”,寄托着对我国低空经济蓬勃发展的美好祝福。“作为新时代青年,特别是我们青年科研工作者,要发挥自己的专业所长,把科研成果转化到真正的市场中去,实现知识‘从书架向货架’的转变。”

青春奉献守护文化传承

中青报·中青网记者注意到,展区内除了飞行汽车、智能机器狗、“电子鱼皮”等各类前沿硬核科技成果,还有不少充满“文艺范儿”的创新实践。来自内蒙古大学的“复杂文字古籍文献数字化一站式解决方案”就是其中之一,该项目获得了2024年中国国际大学生创新大赛全国金奖,项目团队致力于让少数民族复杂文字“开口说话”,为学术研究和文化传承点亮希望之光。


全自动翻页扫描仪、少数民族文字识别技术及数字化平台。中青报·中青网见习记者 王璟瑄/摄

“这是我们自主研发的全自动翻页扫描仪、少数民族文字识别技术及数字化平台,全面实现蒙古族、满族、藏族等少数民族文字材料的自动扫描、翻页、识别、转换与翻译。”项目负责人、内蒙古大学中国语言文学专业博士研究生欧日乐克指着他身旁的长方形扫描仪介绍,少数民族语言文字相对复杂,存在大量的形态变化。数字化的过程不仅需要技术,也需要对少数民族语言文化有较深的理解才能完成,该项目解决了少数民族语言文字数字化难的痛点。

他告诉中青报·中青网记者,传统的人工扫描不仅容易损坏古籍,而且效率慢,一天工作12小时可能只能扫完3本书;而全自动翻页扫描仪经过测试,最快能在4小时扫描9本古籍。

欧日乐克拿起一本样书放入扫描仪演示,该扫描仪采用“风吸翻页”的设计,类似于验钞机,比手动翻页更加轻柔;针对古籍脆弱、易损坏的特点,设备能根据纸张厚度自动调节翻页间距和风的大小,精准识别每一页文字。

“当下主流的高拍仪扫描容易存在扫描变形、丢失重要文字信息的问题,而且大多属于‘浅数字化’。”欧日乐克解释,许多少数民族语言在数字化过程中缺少文字语料库,所谓的“数字化”仅仅是将其扫描成电子图片。

为了实现对少数民族古籍的“深数字化”,团队依托内蒙古大学在少数民族语言文字研究方面的积淀,投入大量人力手动录入、校对少数民族语言内容,在数字化平台构建高质量语料库。“古籍经过自动化扫描之后,会直接在内置的数字化平台里呈现出可编辑、复制、粘贴、查询的真正数字化文本。”欧日乐克说。

此外,欧日乐克介绍,扫描仪的内置平台还可以对少数民族古籍文本进行翻译和朗读,目前可识别8种少数民族语言,后续还将把西夏文纳入识别范围。而对于诸如英文、德文等通用语言文字,扫描仪的识别准确率高达99.99%。

目前,设备已进入量产阶段,将为图书馆等机构的古籍数字化工作提供有力支持。团队还积极拓展应用场景,开发小程序和云端应用,方便用户对已数字化的内容进行处理。欧日乐克希望通过这些努力,推动古籍文献等的扫描和数字化“成为一种简便的事情”,为保护和挖掘少数民族古籍文献中的优秀文化价值贡献力量。

家国情怀根“植”绿海焕新

来到“家国情怀”展区,有一支来自中国海洋大学的本科生团队致力于在海底“种草”,他们的“船机协同海草床植株移植机器人”项目获得了2024年全国大学生创新大赛全国银奖。

项目负责人苗涪伦介绍,该项目聚焦海洋生态修复难题,自主研制一款船机协同海草床植株移植机器人进行海草床修复。


船机协同海草床植株移植机器人。中青报·中青网见习记者 王璟瑄/摄

据了解,海草床又被称为“海底草原”,是众多海洋生物的栖息地,也是全球最重要的碳库之一,存碳效率比森林高90倍,具有极高的生态功能和经济价值。近几十年来,由于人类活动和全球气候变化影响,海草床正以每年7%的速率快速退化。据统计,修复一万亩面积的海草床,能够中和20万辆汽车每年的碳排放量。

然而,传统的海草移植方法效率低,海况不稳定对潜水员水中作业也会产生危险。为解决该痛点,来自通信工程、机械设计制造等专业的2021级本科生团队在中国海洋大学创新教育实践中心主任宋大雷、海草床生态修复研究团队负责人张沛东的指导下,历经两年研制出了海草床植株移植机器人。

苗涪伦介绍,机器人配备储苗船与水下种植机两大系统,创新性运用“麻绳夹系法”,通过输苗机构将储苗船上的大量苗绳输送到海底,由水下种植机将苗绳埋入海底土壤,同时融合光学识别与姿态共享技术实现了模式可调的船机协同作业。宛如“绿色精灵”的海草床植株移植机器人,相比人工海草移植效率有了大幅提升,也避免了人工作业的潜在风险。

目前,团队已申请3项发明专利,移植机器人成功在1-6米近岸浅水区开展小规模实地移植实验,未来将突破开放海域应用,进一步在风浪较大的深水区域(如渤海、南海)验证机器人稳定性。

“我们希望该项目能推动智能化技术突破海草床修复效率瓶颈,助力我国蓝碳经济规模化发展,治理海底沙漠,建设更美丽的地球村。”苗涪伦说。

来源:中国青年报客户端

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