首次參賽即斬獲大獎!港科大(廣州)閃耀高校電氣電子工程創新大賽

8月12日,第三屆高校電氣電子工程創新大賽全國總決賽在三峽大學落下帷幕。憑藉出色的表現,香港科技大學(廣州)兩支參賽隊伍的項目分別榮獲硬件賽道特等獎、軟件賽道二等獎。

兩個項目均由紅鳥碩士班同學擔任隊長,他們各自與我校首屆本科生合作組隊。初次攜手作戰,就共同創造了港科大(廣州)學子們「初出茅廬,即登頂峰」的里程碑。

全国决赛比赛现场

一次「雛鳥」初鳴的時刻

研究生帶頭,本科生為主力

「因為這類比賽一般主要是大二、大三的同學參加,大一同學還沒有學習相關專業知識,我剛開始很擔心沒人參加,結果卻出乎意料。」功能樞紐可持續能源與環境學域副教授訾雲龍在一次偶然中,從朋友處得知了「高校電氣電子工程創新大賽」的比賽信息。但想到港科大(廣州)去年才招收第一屆本科生,能不能組成參賽隊伍成了他最擔心的問題。

抱着嘗試的心態,訾雲龍教授擔起了協調人的角色。他通過書院徵集了十多位希望參賽的大一同學,並根據同學們的意願方向找到合適的導師進行匹配。隨後,導師選擇合適的碩士或博士研究生擔任項目組長,由此形成「教授指導-研究生帶頭-本科生為主力」的參賽模式。

這群「雛鳥」,面對的是來自清華大學、浙江大學、上海交大、同濟大學等全國375所高校的3075支隊伍的競爭,從初賽、複賽一路到全國決賽,晉級的概率不到5%,但兩支來自港科大(廣州)的參賽隊伍,殺出重圍,斬獲大獎。

后排:罗雪尹(左一)、阎广瑜(左二)、訾云龙老师(左三)、韩伟老师(右四)、刘奕麟(右三)、赵子予(右二)、王颐旻(右一)
前排:梁枫(左一)、武君媛(右一)

在功能樞紐可持續能源與環境學域助理教授韓偉老師指導下,紅鳥碩士生閻廣瑜,和大一本科生李美萱、郭燁、羅雪尹、梁楓的參賽項目《基於能信協同傳輸的水下電機無線供電與驅動系統》斬獲硬件賽道特等獎;在功能樞紐可持續能源與環境學域助理教授周躍寬老師指導下,紅鳥碩士生武君媛,和大一本科生王頤旻、劉奕麟、趙子予的參賽項目《基於負荷側響應的電動汽車-電網功率調節及智能充放電策略研究》斬獲軟件賽道二等獎。

韓偉老師和周躍寬老師獲優秀指導教師獎。

一場學科融合的實踐

兩支追求卓越的小團隊亮相全國賽場

「@水下無線能信協同傳輸小組,請參加下午2點的復活賽。」一條微信通知,讓閻廣瑜懸着的心終於定下來,復活賽的資格說明隊伍進入到了硬件賽道的小組前四名,也就是說他們這次參賽「保一爭特」的願望實現了。更讓他驚喜的是,團隊在復活賽答辯中表現完美,成功升級了獎項,捧回特等獎。「特等獎是驚喜,更是團隊努力的勳章。」

《基于能信协同传输的水下电机无线供电与驱动系统》项目展区

閻廣瑜團隊的項目聚焦於水下電機供電安全性和通信穩定性兩大挑戰。該項目基於無線能量與信息協同傳輸技術,實現水下電機的安全穩定運行。團隊為電機構建了非接觸式的無線傳能通道,使得能量發射端和接收端能夠在水下各自密封,實現電氣隔離,從而提高水下作業的安全性和靈活性。此外,系統解決了傳統射頻無線通信延遲較高和水下衰減嚴重的問題,通過磁耦合的方式無線傳輸「控制信息」,從而實現對電機轉速的實時精準控制,為水下作業領域提供了革新解決方案。

第三届高校电气电子工程创新大赛全国总决赛硬件赛道特等奖领奖现场

憑藉極具創意的作品構想和新穎的呈現方式,閻廣瑜團隊的項目深受評委認可。「小小一個選題,其實融合了電力電子、通信、控制、材料等多個學科的知識。」訾雲龍教授認為,正是港科大(廣州)獨特的融合學科架構,催生了讓人眼前一亮的創新選題。

《基于能信协同传输的水下电机无线供电与驱动系统》项目团队第二次答辩现场

「我們的同學不僅有想法,也有將想法落地實現的能力。他們內心對力爭突破有很強的信念。」韓偉老師想起決賽當天的比賽場景,對參賽項目的完成度大加讚賞。團隊成員全員「細節控」,他們的參賽項目並非是束之高閣的理論空想,每一步都是經過了實際測量和實驗驗證。

展台布置现场

羅雪尹對這種親自動手實踐的過程印象深刻,「在完成其中一個子模塊的過程中,項目出現無線信息發射和接收不匹配的問題,進而影響了『無線控制電機轉速』功能的實現。當時已經深夜11點多了,團隊里的幾個夥伴聚在一起不斷調試兩邊控制器的代碼,研究問題出現在哪裡。調試成功的那一瞬間,成就感從內心深處迸發,這是大家共同努力的結果。」

第三届高校电气电子工程创新大赛全国总决赛软件赛道二等奖领奖现场

全國決賽的賽場上,武君媛團隊雖然沒站上最高領獎台,但也收穫了不少意外之喜,比如,隊員劉奕麟製作的項目海報成為現場焦點,眾多選手紛紛駐足點贊。「這是我此前從沒想到的!」

武君媛團隊的項目是一套電動汽車智能充電調度系統,應用了人工智能、數據處理等多學科融合知識。該系統專註於降低電動汽車無序充電對區域電網造成的影響,通過優化充電策略,平衡電網負荷,減少線路損傷,旨在最大化分佈式能源的利用,提高整體能源效率及電網穩定性,展現了對未來智能社區能源管理的前瞻思考。

決賽前一日,劉奕麟還在認真完善海報上的內容。海報呈現效果亮眼,即使是沒有相關知識背景的人也能通過他們的海報快速理解項目核心。劉奕麟感慨道,「項目的完成只是其中一環,如何更好地將之呈現、傳遞給聽眾,本身也是一門學問,要設身處地地考慮到觀眾感受,這是自我提升的重要環節。」

「原本不熟悉的電動汽車充放電策略、反覆修改的LSTM模型和總是不盡人意的調參,都給我帶來了極大的挑戰。」趙子予向我們透露,完成項目的過程難免有各種挫折,她需要不斷接受這種挫折帶來的失望,再「從失敗中汲取教訓,重新評估,並繼續前進」。

在充滿挑戰卻收穫頗豐的備賽征途中,武君媛的團隊不斷成長,「這次參賽還是有些許遺憾的,未來我們還會在項目的工程實踐性這方面繼續努力。」周躍寬老師表示,「學生們需要更多的實戰經驗,優化研究成果,相信大家在以後的比賽中會取得更好的成績。」雖然距一等獎尚有一步之遙,但努力的方向已經錨定。

九個月的備賽之路

一群人的星辰大海,從港科廣啟航

第三屆高校電氣電子工程創新大賽從去年10月底開始,分初賽、複賽、決賽三個階段。「我們反覆優化項目,一路都在debug……」梁楓慨嘆,赴一場將近9個月的賽事之約,是個漫長的過程,儘管有荊棘塞途,但大家總能在彼此身上汲取力量,找到問題的解決辦法。

對於參賽隊員而言,他們當中有第一次和來自全國各地的選手同台比拼的「賽場新人」,也有部分同學是經驗相對豐富的「賽事老手」。郭燁是港科大(廣州)Robomaster戰隊的隊長,他和羅雪尹於今年初在香港工程師周2024粵港澳大灣區高校創新工程邀請賽中亦斬獲佳績。郭燁認為,分析與溝通是在競賽中致勝的關鍵,「通過分析能找到問題根源所在,避免做無用功;而良好的溝通能力,能讓團隊之間的配合更加緊密,從而高效完成目標。」

同行者之間需要相互扶持,漫漫賽途,沒有一個人在孤軍奮戰。除了隊友之間相互配合和學習,指導老師和隊長提供的指引也非常重要。每支團隊都要通過定期會議進行溝通合作,最初每月一次,隨着比賽的臨近,溝通頻率增加至每兩周一次,並且根據項目的進展靈活調整溝通方式。

「當團隊遇到問題,指導老師會提供專業指導,比如鼓勵我們用實驗和迭代的方式逐步解決技術問題,積累經驗,也會點撥大家通過合適的數據分析工具和方法,提高數據處理的效率和準確性。」回憶一路備賽的經歷,趙子予和劉奕麟對周躍寬老師的支持表示感謝,成員之間的分工都是緊密聯繫、缺一不可的,而老師的指導、督促和鼓勵,使得大家在這次比賽中走地更遠。

為了讓同學們的項目展示、PPT呈現、答辯細節、時長控制均能在決賽賽場上達到「完美絕殺」的水準,幾位指導老師還為同學們準備了兩次綵排,幫助大家查漏補缺。

「科技賽事總是充滿無法抗拒的魅力,我想通過比賽和老師、學長、學姐們多學一點,把自己現階段所學通過某一具體方面應用轉化。」談及自己參賽的原因,梁楓表示,比賽是將所學內容付諸實踐的絕佳機會。在港科大(廣州),很多同學一入校就有參加各項科技賽事的機會。韓偉老師說道,「無論是碩士生還是本科生,他們都能在這些比賽中不斷訓練,即使沒有學過相關專業課程,也能具備較完善的複雜問題解決能力。」

「有時候只要換一種思路,問題就能迎刃而解。」為處理項目中遇到的神經網絡調參的問題,趙子予翻閱了網上諸多資料,以賽促學的過程讓她看待問題的角度更加豐富。李美萱認為,「我們在比賽中汲取到的知識,最終反哺到未來所學當中。」

香港科技大學(廣州)已經搭建了融合學科的框架體系,各種中央實驗室為科研提供支撐。首批本科生入學的第一年,就已經經歷了反覆錘鍊。今年暑假,首屆「香港科技大學(廣州)本科生科研項目」正式啟動,近70%的本科生參與到暑期科研項目中。在港科大(廣州),各類硬核社團、學術論壇、講座和專題調研活動,參加全國乃至全球多項大學生科技賽事的機會等,都將為不滿足於課堂知識的港科大(廣州)學子提供充足的養分,讓他們在這片沃土中快速發芽,向陽而生。

第三屆高校電氣電子工程創新大賽

本屆大賽由中國電工技術學會主辦,中國電工技術學會、清華大學、華北電力大學、北京交通大學、北京理工大學、天津大學等發起,施耐德電氣獨家冠名。大賽於以「面向雙碳戰略,探尋新型電力系統解決方案」為主題,緊密結合工程技術前沿設置命題方向,包含硬件、軟件、企業三個賽道,共有來自全國375所高校的3075支隊伍參與。經過選拔,最終來自78所高校的152支參賽隊伍進入決賽。

本次全國總決賽共評選出全國特等獎23項,其中硬件賽道10項,軟件賽道8項,施耐德電氣Go Green電力電子創贏賽道5項;一等獎54項,其中硬件賽道22項,軟件賽道19項,施耐德電氣Go Green電力電子創贏賽道13項;二等獎63項,其中硬件賽道24項,軟件賽道23項,施耐德電氣Go Green電力電子創贏賽道16項;最佳創意獎3項,硬件、軟件、施耐德電氣Go Green電力電子創贏賽道賽道各1項。

據了解,第四屆高校電氣電子工程創新大賽預計將在2024年10月底開展初賽報名,本科同學如果有意向參賽,即刻可發送郵件給訾雲龍老師(ylzi@hkust-gz.edu.cn)表達初步意向。我們將根據同學的意向匹配指導老師和研究生。希望明年在大賽中能取得更好的成績!

發佈日期
2024年08月26日
分類
科廣新聞
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