特等獎!一等獎!港科大(廣州)學子閃耀這項全國大賽

8月11日,備受矚目的第四屆高校電氣電子工程創新大賽全國賽決賽圓滿落幕。經過嚴謹的答辯陳述和精彩的現場展示,香港科技大學(廣州)三支參賽隊伍憑藉前沿的創新理念、紮實的工程實踐和出色的臨場發揮,以兼具硬核科技和人文關懷的項目,分別榮獲A賽道全國特等獎暨傑出創新獎(即A賽道全國第一名、大賽最高榮譽)和C賽道兩項全國一等獎。

功能樞紐可持續能源與環境學域副教授訾雲龍、社會樞紐城市治理與設計學域主任闞林戈教授、系統樞紐機器人與自主系統學域和智能交通學域助理教授李昊昂、紅鳥碩士基地工程教育實踐助理教授王魯佳獲優秀指導教師獎。我校24級本科生梁培恩被選為獲獎代表,在頒獎典禮中發表了獲獎感言。

繼去年取得一項全國特等獎、一項全國二等獎之後,我校學子在本賽事中成績再攀新高。值得一提的是,不同於此前由紅鳥碩士班的同學主導,本次三支獲獎隊伍中,兩支隊伍由本科生擔任隊長,其中一組的隊長還是一名剛剛完成大一學業的學生。

據了解,除了參加全國總決賽的三支隊伍,今年港科大(廣州)還有3支隊伍拿到了省賽二等獎、4支隊伍拿到省賽三等獎。

一、從實驗室走向深海一場反覆迭代的「能源革命」

全國賽A賽道特等獎暨傑出創新獎:

波浪先鋒-面向自供電浮標的混合式新型海洋波浪能收集系統

總協調、指導老師:訾雲龍(右一)

隊長:王藝儒(右二,23級紅鳥碩士生)

隊員:梁培恩(右三,24級本科生)、肖亦蕾(左一,24級本科生)、李思睿(左三,23級本科生)、劉俊澤(左二,23級本科生)

特等獎「波浪先鋒」這一項目的誕生源於一個現實困境。

浮標,是海洋環境檢測的「哨兵」。「海洋浮標每半年就得撈回換電池,維護成本高昂;而太陽能輔助方案易受天氣影響,威脅數據的連續性與可靠性。」王藝儒道出了項目的初心。「哪怕省下一次換電池的船費,對環保和成本都是突破。」他們希望將不穩定的波浪能轉化為穩定可靠的電能,為浮標上的監測設備提供全氣候的持續電力供應,顯著提升海洋環境數據的連續性,為人類深入探索和保護海洋貢獻創新力量。

在訾雲龍老師的指導下,紅鳥碩士生王藝儒帶着由4名本科生組成的團隊,將目光投向取之不盡的波浪能。他們創新性地利用摩擦電和電磁發電技術,並結合性能提升和能量管理電路開發自供電海洋環境探測浮標。通過收集海洋中的波浪能轉化為電能,為浮標內部的海洋監測設備供電,實現對海洋環境的穩定、可持續、長壽命監測,最終達成零人工維護與全氣候持續供電的核心目標。「核心突破在於單位體積功率密度的極限優化。」 訾雲龍老師強調了項目的獨到之處,「在浮標的有限空間里,團隊通過不斷迭代把能量收集的輸出優化到了極致。」

技術的突圍藏在細緻之中,整個過程充滿工程挑戰,更是無數個日夜的精雕細琢:摩擦納米發電機性能提升問題困擾了王藝儒很久,後來在訾雲龍老師的幫助下,順利解決;「我負責電磁線圈製作,八組線圈需要放置在準確的位置同時正負極交替連接,在保證器件正常工作的前提下還要兼顧設備的可拆卸性。」剛上大二的李思睿第一次接觸「焊接」工作,這對他而言是一項小有難度的挑戰;為了提升摩擦納米發電機性能,團隊肖亦蕾和劉俊澤反覆實驗在保證高輸出的情況下避免出現任何漏電現象,「就像製作一件完美的工藝品。」

「你們針對浮標的收集器在性能上真的有優勢嗎?」面對評委的犀利發問,團隊的應答沉穩而篤定:「我們和同類型的器件進行了全面對比分析,報告中已經詳細的列出了各項對比結果,不論是輸出功率還是功率密度,我們的器件都是全面領先的。」這份底氣,源於對科學原理的深刻理解和對工程實踐的反覆驗證。最終,這一經過5次迭代更新、具備穩定供電能力的作品,獲得本次大賽最高榮譽。

人們常說:「不要打沒準備的仗。」然而,通過參加這次比賽,港科大(廣州)的學子有了新的理解——勇敢嘗試本身就是一種準備的過程。「如果想參加比賽或者科研項目的話,不一定要等準備好了再參加,可以在做項目的過程中不斷學習。」李思睿和劉俊澤的分享道出了港科大(廣州)的實踐哲學。

二、機器淬鍊天使心來自暗夜的「守護者」

全國一等獎(C賽道):

智護夜巡機器人——基於大語言模型的創新性護理機器人

指導老師:李昊昂(右三) 闞林戈(左三)

隊長:阮建豪(左二,23級本科生)

隊員:趙一帆(右二,23級本科生),陳泳如(左一,24級本科生),吳詠珊(右一,24級本科生),徐文瀚(23級本科生)

「夜班護士要巡視上百個床位,但凌晨三點人最疲憊時最容易出事。」闞林戈老師的團隊敏銳捕捉到夜間護理人力的巨大缺口,一個構想由此誕生:能否用機器人分擔部分老年護理行業所面臨的夜間巡檢壓力?一條項目招募信息在校園群內發佈,5位大一、大二同學因共同的興趣和責任感聚在一起,開始搭建一款具備規劃、感知和問詢三大核心功能的「護士天使機器人」。

然而,「天使之路」的鋪就也充滿荊棘:「這和普通的買菜車有什麼區別?」「不能輸液算什麼護理?」「這些功能能有什麼用?」……決賽第一天,智護夜巡機器人團隊就遭遇了來自評委的連環拷問。

面對質疑,同學們並不慌張,因為他們所有的設計都源自現實需求。項目推進過程中,闞林戈老師特別帶領部分團隊成員參加香港老年人展會,讓他們親身體會老齡用戶的實際需求,這段經歷為答辯內容補全了真實的故事內核和價值敘事。李昊昂老師總能從繁忙的工作中抽出時間為團隊答疑解惑、提供技術指導。答辯前夜,團隊備戰到深夜兩點鐘,李昊昂老師就陪着大家逐幀優化、調整答辯邏輯。當團隊在決賽現場清晰闡述機器人如何精準滿足養老院夜間巡檢的剛性需求、增強老年人生活質量時,評委開始對這一項目另眼相看。

隊長阮建豪感慨,從機器人的外殼設計到語音研發、從感知與定位到系統集成,項目的每一處細節都在團隊的反覆打磨下不斷精進,最終呈現出的效果是團隊協作、導師支持和問題解決能力的集中爆發。比如負責外殼設計的陳泳如,原本計劃用3D打印機器人的「骨架」,因時間告急,用海綿、鋼條和倒模工藝,在材料、設計和製造中央實驗室老師的支持下,成功「手搓」出貼合的人形外殼,並為它披上了淡藍色的「護士服」。

值得一提的是,「智護夜巡機器人」團隊是本次獲獎團隊中最特殊的一支——所有成員均為大一和大二本科生,正是這樣一支隊伍,在大部分是由研究生或高年級本科生主導的團隊的較量中脫穎而出,其意義遠超於獎項本身。「第一次獨立帶隊,項目管理、時間平衡都是挑戰,但深度參與項目、結識朋友的過程無比珍貴。」阮建豪坦言。他們下一步計劃優化兼容更多方言的語種,並優化底盤設計以降低成本,讓「天使」更接地氣。

三、決賽現場的逆轉商超、藥店的「靈巧助手」

全國一等獎(C賽道):

基於視覺語言導航的智能服務機器人

指導老師:李昊昂(右二),王魯佳

隊長:張宇山(左二,24級本科生)

隊員:侯朋序(24級紅鳥碩士生),羅雪尹(右一,23級本科生),李棋軒(左一,24級本科生)

另一支由大一本科生擔任隊長的參賽團隊則用一晚上的時間重構項目,完成「驚險」蛻變。決賽首日,團隊在現場展示機器人方案時,針對原有機器人面向倉儲物流場景的設計,評委提出產品成本高,現成物流方案成熟等較為尖銳的問題,這個評價讓隊長張宇山心頭一緊。

退,意味着前功盡棄?進,路在何方?剛剛完成大一學業的張宇山與團隊商議後當機立斷——快速重構場景陳述。

當前服務型機器人在複雜動態環境下自主導航與任務執行,物品取放存在挑戰。「如何突出機器人優勢,打破當前方案的困境,需要重新考量,對應用場景進行精細化,」因此,當晚張宇山團隊在查找相關資料後,在李昊昂老師的指導下,對PPT的相關場景陳述部分進行了快速的重新修改,並進行相關的問題預演。

「既然倉儲物流機器人搬運大件商品,我們就專攻小場景。」李昊昂老師告訴我們,在整個算法開發過程中,團隊一直聚焦其通用性和實用性。「從理論上來說,我們的方法適用於各種應用場景,選擇藥店、超市等物品繁雜、空間緊湊的複雜動態環境,更能體現出我們算法的優越性。」同時,項目還突出了視覺語言導航算法和具有機械臂的技術優勢,透過UI交互界面,用戶看到機械臂抓取商品時的運動狀態。一夜之間,PPT重寫,價值重述,煥然一新的方案呈現和另闢蹊徑的交互場景,讓這支臨時轉向的團隊成功打動評委,並在比賽中拿下全國一等獎。

在隊員們看來,港科大(廣州)支持本科生自由探索的科研氛圍和充足的學術資源,是他們在這次比賽中取得優異成績的基石。張宇山團隊的本科成員均來自港科大(廣州)Robomaster戰隊。今年是隊員羅雪尹第二次走進電氣電子工程創新大賽的全國總決賽。「學校能夠提供資源支持我們本科生堅持做熱愛的事,我身邊團隊氛圍非常好,讓我能有勇氣不斷嘗試和挑戰自己。」

談及這次參賽經歷,張宇山表示自身收穫遠超預期,「最初是為了學一些實際的技術,後來在備賽過程中對技術方案有了整體了解,並且第一次熟悉了從立項,報告到答辯的整體流程。」作為大一學生擔任隊長,他學會了在資源整合中尋找創新點,更在實踐中提升了項目管理和抗壓能力。這一系列的成長都離不開指導老師的幫助,「王魯佳老師為報告撰寫和比賽展示給出很多實用的建議與指導;答辯前那晚,李昊昂老師一邊趕其他會議材料,一邊指導我們PPT展示和答辯的技巧。」對於隊員而言,老師們不僅督導他們日常備賽的進度,還給予了很高的情緒關懷,為大家加油打氣。

「本科教學與科研是學校非常重視的一環。」同時兼顧兩個團隊的李昊昂老師坦言首次指導本科生的心情,「與碩、博士生不同的是,本科同學可能缺乏一些基礎知識,但同學們有着驚人的學習『加速度』和自驅力,大家都進步非常快。」在備賽半年裡,李昊昂老師會將機器人導航相關的基礎知識用通俗易懂的方式循序漸進地教授給同學們,後續再讓大家自主探索算法細節和優化空間,並提供方向性引導,鍛煉學生的創新能力和開放思維。

赛事总协调訾云龙副教授和部分参赛同学合影

知識的邊界在實戰中消融,真正的創新產生於學科的交叉處。「這是港科大(廣州)問題導向、學科融合創新教育模式的鮮活體現。」我校該賽事總協調訾雲龍副教授總結參賽收穫時強調,三組獲獎項目誕生路徑各異:「波浪先鋒」源於浮標的用電痛點;護理機器人來源於養老院的真實需求;物流服務機器人通過市場分析找到新的應用前景——其共同內核是,面向真實世界的問題求解,將社會需求轉化為問題解決方案,而學校學科融合的教育理念、豐富的平台資源和導師們的傾囊相授,為這群年輕人的奇思妙想提供了堅實的孵化土壤。

用技術傳遞對社會的深切關懷,將質疑轉化為迭代的動力,讓產品走出展台、走向用戶需求的核心,港科大(廣州)學子在賽場上交付的,不僅是一份獲獎作品,而是一份關於勇氣、協作與擔當的答卷。正如24級本科同學梁培恩在獲獎感言中所說,「我們深知創新的道路充滿挑戰,但我們也堅信真正的創新永遠誕生於仰望星空與腳踏實地的交會處。願這份榮譽成為火種,點燃更多青年才子探索科技、敢為人先的勇氣。因為真正的創新,永遠不僅僅是技術上的進步,更是對人類社會發展的深遠影響。」

第四屆高校電氣電子工程創新大賽

高校電氣電子工程創新大賽由中國電工技術學會、清華大學、北京交通大學、華北電力大學、北京理工大學、天津大學共同發起。大賽是面向全國高校學生(以本科生為主)的一項具有探索性工程實踐活動,旨在推動高校工程教育與工程實際緊密結合,切實培養學生實踐創新能力及解決複雜工程問題的能力,同時促進教師將理論教學與工程實踐相結合。

第四屆高校電氣電子工程創新大賽以「『雙碳』戰略下的能源轉型及其技術變革」為主題,聚焦國家能源戰略需求,設置了涵蓋可再生能源、能源數字化、終端電氣化及企業命題等多個前沿賽題。高校電氣電子工程創新大賽是中國電工技術學會主辦的公益性競賽活動,本屆大賽共有來自全國34個省、市、自治區的305所高校2646個團隊報名,經過初賽、複賽,83所高校的169個參賽團隊進入全國總決賽。

本次全國總決賽共評選出全國特等獎25項,其中自由選題類賽道20項,施耐德電氣Go Green電力電子創贏賽道5項;一等獎59項,其中自由選題類賽道46項,施耐德電氣Go Green電力電子創贏賽道13項;二等獎78項,其中自由選題類賽道59項,施耐德電氣Go Green電力電子創贏賽道19項;最佳創意獎5項,其中自由選題類賽道4項,施耐德電氣Go Green電力電子創贏賽道1項。

發佈日期
2025年08月15日
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焦點新聞
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