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一个好设计,总需要不断打磨!他是冯宇霖!
东北大学 姜蔼轩 任婧 管珊珊 迟美琪2022-12-20
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通过模拟仿真,实地测试,对算法不断升级,还有对时间精力的充分利用冯宇霖与他的团队凭借“管道侦察兵”获得了全国银奖

在创新创业的赛场上奋力奔跑的他,硕果累累,斩获TRIZ全国创新方法大赛国家一等奖、全国大学生光电设计竞赛国家一等奖、RoboMaster机甲大师对抗赛及步兵全国一等奖……他就是19级自动化专业学生冯宇霖,凭借杰出的学业成绩和出色的科研竞赛能力,荣获东北大学第七届学生创新创业“校长奖章”

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得来实践,躬行科研

科研无法用时间衡量,时间却可以结出科研硕果,在不到三年的时间内,冯宇霖就获得了TRIZ杯全国创新方法大赛国家一等奖,全国大学生光电设计竞赛国家一等奖,“互联网+”创新创业大赛国家银奖,四项国家专利获得授权……他认为创新绝不是空中楼阁,而是要先研究前人的成果,对自己要做的项目有初步了解,在此基础上再深入探寻存在的问题及其根源,提出并验证自己的想法。

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在第七届“互联网+”双创大赛中,冯宇霖与他的团队凭借首款具有完全自主知识产权的新型深海管道全息内检测机器人——“管道侦察兵”获得了全国银奖。谈到这一款管道机器人,冯宇霖特别提到了他们团队研发出的防卡堵驱动装置。生活处处皆学问,前期的一次社会调研触发了这一装置的创作灵感,与老师深入探讨后确定了研究方向,最终提出设计并投入实践。这种防卡阻驱动装置,其应用背景是海底输油管道。当管道机器人的皮碗紧贴于管道内壁,在液压的作用下前进时,管道内的凹陷会使得机器人阻塞管道。为了避免产生因不知机器人位置而被迫废弃管道的结果,“管道侦查兵”应运而生——为受到卡阻的机器人提供了一种全新的自救方式,有望使海底管道堵塞成为“过去式”。

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科研之路上的困难犹如万重山,跋涉千里方可云开月明。冯宇霖说,“一个好的设计总是需要不断打磨的。”由于管道多为铁磁性原料,通常可以采用磁化管道的检测方法,在管道被磁化至接近磁饱和后,一旦管壁出现缺陷,便可以用霍尔元件检测到泄露的磁感线,并根据磁感应强度及分布判断管道缺陷的大小和形状。困难主要存在于两个方面,漏磁检测既要求磁路的合理设计,又要求有效的反演算法,而机器人不断移动带来的信号干扰和与传感器的耦合问题进一步加大了两方面的设计难度。为了选出最优化解法,冯宇霖需要不断进行模拟仿真,对算法进行优化升级,还需到实际的试验平台进行测试,在实践中得出最佳方案。

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“管道侦察兵”的金点子来自冯宇霖的经典“三问”:“从前人的研究中我发现了什么问题?前人的研究解决了什么?还有哪些问题需要解决?”实践是认识的来源和目的,冯宇霖在自己的科研路上诠释着科研需要想法也需要实践的信条。

临危不乱,终成佳绩

全国大学生光电设计竞赛是中国光学学会、教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会主办的一项全国性重要赛事,是高校光电类专业的顶级赛事。冯宇霖所在团队一举摘得全国大学生光电设计竞赛国家一等奖的桂冠。尽管毫无经验可借鉴,但是他并没有焦头烂额,而是告诉自己和伙伴“万变不离其宗,熟练掌握并运用所学知识和技术,按部就班,是解决问题的最佳方案。”比赛项目是设计智能垃圾分拣车,要求小车通过摄像头识别出垃圾的种类——包括可回收垃圾、不可回收垃圾、厨余垃圾和有害垃圾四类,并利用车载拾取装置将垃圾送到指定区域。而自动化专业的冯宇霖正是负责运动控制部分,即控制小车的行动。

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比赛前夕,冯宇霖和团队成员远赴哈尔滨,但他们惊讶地发现比赛场地的四周都是光滑的隔板,小车的激光雷达无法正常发挥作用。时间紧迫,第二天就要比赛,团队急中生智,在宾馆租用一间地下室,用胶带贴出场地范围,模拟赛场情况,不断调试,放弃用激光雷达确定垃圾位置,改用陀螺仪和里程计来定位。即便存在不准确,也要想办法尽可能减小误差,提高精准程度。经过反复调试,回声器和回承轮的定位效果达到了预期,使得团队成员在正式比赛时顺利交出答卷,获得了东北赛区全胜的战绩!

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在哈尔滨比赛期间,冯宇霖还要利用空闲时间进行两场线上答辩,分别是“互联网+”创新创业大赛省赛的初赛和交通运输科技大赛。因为时间冲突,行程时间十分紧张,但他合理安排时间,有条不紊地完成了所有项目。“一人三用”的背后,既是冯宇霖平日里扎实努力的结果,也离不开高效的团队协作和合理的团队分工。冯宇霖说:与队友熬过一个个白天与黑夜,早就是我的家常便饭。但也正是因为团队间的亲密合作,我们才能取得这样的成绩。”

研学多面,拒绝内耗

不骄方能师人之长,而自成其学。即便这样一位“科研牛人”对自己的定义也是“普普通通”的大学生,他强调自己也不过是个初学者,还有很多需要学习的地方。

连续两年综合成绩专业第一,曾获国家奖学金和市长奖学金。这样的成绩离不开冯宇霖对时间精力的合理安排。提高学习效率和利用一切零碎时间是冯宇霖制胜的两大法宝。学业依靠效率得到保障,竞赛则要依靠抉择方能出彩。冯宇霖认为,有舍才有得,大学的科研竞赛机会多种多样,果断做出自己的选择,把一个东西做精才能获得更优异的成绩,产出更好的属于自己的成果,最大限度锻炼自己。除此之外,冯宇霖拒绝焦虑和内耗,这是他在学习和竞赛中不断取得成就的关键因素。任务全部碰到一起,他也不担忧,“做都做不完了哪还有时间去担心,花心思去想只会让自己做的更慢”,冯宇霖笑着说,“与其花时间在忧虑上,不如现在就开始行动”。


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追求卓越,精益求精。“目标即方向”,谈起未来,冯宇霖的眼神里充满坚定。他总说,“不求一步登天,只是按部就班地做,相信最后的成功是不会辜负我的汗水的。”没有哪个成绩是轻轻松松、敲锣打鼓就能取得的,冯宇霖取得傲人成绩的背后,是对科研坚持不懈地专注与钻研。

科研能手,不止于科研。冯宇霖将科研精神贯彻到底,一路披荆斩棘,深入践行了东北大学“自强不息、知行合一”的校训精神。“弄潮儿向涛头立,青年人于天地强。”相信在我国现代科研道路上,青年学生也会迸发出不容小觑的力量,为我国科技发展注入不竭动力。



[通讯员:孙若晴 ]
[指导教师:赵春时 ]
[责任编辑:杨虹]
通过模拟仿真,实地测试,对算法不断升级,还有对时间精力的充分利用冯宇霖与他的团队凭借“管道侦察兵”获得了全国银奖