特等奖!一等奖!港科大(广州)学子闪耀这项全国大赛
8月11日,备受瞩目的第四届高校电气电子工程创新大赛全国赛决赛圆满落幕。经过严谨的答辩陈述和精彩的现场展示,香港科技大学(广州)三支参赛队伍凭借前沿的创新理念、扎实的工程实践和出色的临场发挥,以兼具硬核科技和人文关怀的项目,分别荣获A赛道全国特等奖暨杰出创新奖(即A赛道全国第一名、大赛最高荣誉)和C赛道两项全国一等奖。

功能枢纽可持续能源与环境学域副教授訾云龙、社会枢纽城市治理与设计学域主任阚林戈教授、系统枢纽机器人与自主系统学域和智能交通学域助理教授李昊昂、红鸟硕士基地工程教育实践助理教授王鲁佳获优秀指导教师奖。我校24级本科生梁培恩被选为获奖代表,在颁奖典礼中发表了获奖感言。
继去年取得一项全国特等奖、一项全国二等奖之后,我校学子在本赛事中成绩再攀新高。值得一提的是,不同于此前由红鸟硕士班的同学主导,本次三支获奖队伍中,两支队伍由本科生担任队长,其中一组的队长还是一名刚刚完成大一学业的学生。
据了解,除了参加全国总决赛的三支队伍,今年港科大(广州)还有3支队伍拿到了省赛二等奖、4支队伍拿到省赛三等奖。
一、从实验室走向深海,一场反复迭代的“能源革命”
全国赛A赛道特等奖暨杰出创新奖:
波浪先锋-面向自供电浮标的混合式新型海洋波浪能收集系统

总协调、指导老师:訾云龙(右一)
队长:王艺儒(右二,23级红鸟硕士生)
队员:梁培恩(右三,24级本科生)、肖亦蕾(左一,24级本科生)、李思睿(左三,23级本科生)、刘俊泽(左二,23级本科生)
特等奖“波浪先锋”这一项目的诞生源于一个现实困境。
浮标,是海洋环境检测的“哨兵”。“海洋浮标每半年就得捞回换电池,维护成本高昂;而太阳能辅助方案易受天气影响,威胁数据的连续性与可靠性。”王艺儒道出了项目的初心。“哪怕省下一次换电池的船费,对环保和成本都是突破。”他们希望将不稳定的波浪能转化为稳定可靠的电能,为浮标上的监测设备提供全气候的持续电力供应,显著提升海洋环境数据的连续性,为人类深入探索和保护海洋贡献创新力量。

在訾云龙老师的指导下,红鸟硕士生王艺儒带着由4名本科生组成的团队,将目光投向取之不尽的波浪能。他们创新性地利用摩擦电和电磁发电技术,并结合性能提升和能量管理电路开发自供电海洋环境探测浮标。通过收集海洋中的波浪能转化为电能,为浮标内部的海洋监测设备供电,实现对海洋环境的稳定、可持续、长寿命监测,最终达成零人工维护与全气候持续供电的核心目标。“核心突破在于单位体积功率密度的极限优化。” 訾云龙老师强调了项目的独到之处,“在浮标的有限空间里,团队通过不断迭代把能量收集的输出优化到了极致。”

技术的突围藏在细致之中,整个过程充满工程挑战,更是无数个日夜的精雕细琢:摩擦纳米发电机性能提升问题困扰了王艺儒很久,后来在訾云龙老师的帮助下,顺利解决;“我负责电磁线圈制作,八组线圈需要放置在准确的位置同时正负极交替连接,在保证器件正常工作的前提下还要兼顾设备的可拆卸性。”刚上大二的李思睿第一次接触“焊接”工作,这对他而言是一项小有难度的挑战;为了提升摩擦纳米发电机性能,团队肖亦蕾和刘俊泽反复实验在保证高输出的情况下避免出现任何漏电现象,“就像制作一件完美的工艺品。”

“你们针对浮标的收集器在性能上真的有优势吗?”面对评委的犀利发问,团队的应答沉稳而笃定:“我们和同类型的器件进行了全面对比分析,报告中已经详细的列出了各项对比结果,不论是输出功率还是功率密度,我们的器件都是全面领先的。”这份底气,源于对科学原理的深刻理解和对工程实践的反复验证。最终,这一经过5次迭代更新、具备稳定供电能力的作品,获得本次大赛最高荣誉。

人们常说:“不要打没准备的仗。”然而,通过参加这次比赛,港科大(广州)的学子有了新的理解——勇敢尝试本身就是一种准备的过程。“如果想参加比赛或者科研项目的话,不一定要等准备好了再参加,可以在做项目的过程中不断学习。”李思睿和刘俊泽的分享道出了港科大(广州)的实践哲学。

二、机器淬炼天使心,来自暗夜的“守护者”
全国一等奖(C赛道):
智护夜巡机器人——基于大语言模型的创新性护理机器人

指导老师:李昊昂(右三) 阚林戈(左三)
队长:阮建豪(左二,23级本科生)
队员:赵一帆(右二,23级本科生),陈泳如(左一,24级本科生),吴咏珊(右一,24级本科生),徐文瀚(23级本科生)
“夜班护士要巡视上百个床位,但凌晨三点人最疲惫时最容易出事。”阚林戈老师的团队敏锐捕捉到夜间护理人力的巨大缺口,一个构想由此诞生:能否用机器人分担部分老年护理行业所面临的夜间巡检压力?一条项目招募信息在校园群内发布,5位大一、大二同学因共同的兴趣和责任感聚在一起,开始搭建一款具备规划、感知和问询三大核心功能的“护士天使机器人”。
然而,“天使之路”的铺就也充满荆棘:“这和普通的买菜车有什么区别?”“不能输液算什么护理?”“这些功能能有什么用?”……决赛第一天,智护夜巡机器人团队就遭遇了来自评委的连环拷问。

面对质疑,同学们并不慌张,因为他们所有的设计都源自现实需求。项目推进过程中,阚林戈老师特别带领部分团队成员参加香港老年人展会,让他们亲身体会老龄用户的实际需求,这段经历为答辩内容补全了真实的故事内核和价值叙事。李昊昂老师总能从繁忙的工作中抽出时间为团队答疑解惑、提供技术指导。答辩前夜,团队备战到深夜两点钟,李昊昂老师就陪着大家逐帧优化、调整答辩逻辑。当团队在决赛现场清晰阐述机器人如何精准满足养老院夜间巡检的刚性需求、增强老年人生活质量时,评委开始对这一项目另眼相看。

队长阮建豪感慨,从机器人的外壳设计到语音研发、从感知与定位到系统集成,项目的每一处细节都在团队的反复打磨下不断精进,最终呈现出的效果是团队协作、导师支持和问题解决能力的集中爆发。比如负责外壳设计的陈泳如,原本计划用3D打印机器人的“骨架”,因时间告急,用海绵、钢条和倒模工艺,在材料、设计和制造中央实验室老师的支持下,成功“手搓”出贴合的人形外壳,并为它披上了淡蓝色的“护士服”。
值得一提的是,“智护夜巡机器人”团队是本次获奖团队中最特殊的一支——所有成员均为大一和大二本科生,正是这样一支队伍,在大部分是由研究生或高年级本科生主导的团队的较量中脱颖而出,其意义远超于奖项本身。“第一次独立带队,项目管理、时间平衡都是挑战,但深度参与项目、结识朋友的过程无比珍贵。”阮建豪坦言。他们下一步计划优化兼容更多方言的语种,并优化底盘设计以降低成本,让“天使”更接地气。

三、决赛现场的逆转,商超、药店的“灵巧助手”
全国一等奖(C赛道):
基于视觉语言导航的智能服务机器人

指导老师:李昊昂(右二),王鲁佳
队长:张宇山(左二,24级本科生)
队员:侯朋序(24级红鸟硕士生),罗雪尹(右一,23级本科生),李棋轩(左一,24级本科生)
另一支由大一本科生担任队长的参赛团队则用一晚上的时间重构项目,完成“惊险”蜕变。决赛首日,团队在现场展示机器人方案时,针对原有机器人面向仓储物流场景的设计,评委提出产品成本高,现成物流方案成熟等较为尖锐的问题,这个评价让队长张宇山心头一紧。
退,意味着前功尽弃?进,路在何方?刚刚完成大一学业的张宇山与团队商议后当机立断——快速重构场景陈述。

当前服务型机器人在复杂动态环境下自主导航与任务执行,物品取放存在挑战。“如何突出机器人优势,打破当前方案的困境,需要重新考量,对应用场景进行精细化,”因此,当晚张宇山团队在查找相关资料后,在李昊昂老师的指导下,对PPT的相关场景陈述部分进行了快速的重新修改,并进行相关的问题预演。
“既然仓储物流机器人搬运大件商品,我们就专攻小场景。”李昊昂老师告诉我们,在整个算法开发过程中,团队一直聚焦其通用性和实用性。“从理论上来说,我们的方法适用于各种应用场景,选择药店、超市等物品繁杂、空间紧凑的复杂动态环境,更能体现出我们算法的优越性。”同时,项目还突出了视觉语言导航算法和具有机械臂的技术优势,透过UI交互界面,用户看到机械臂抓取商品时的运动状态。一夜之间,PPT重写,价值重述,焕然一新的方案呈现和另辟蹊径的交互场景,让这支临时转向的团队成功打动评委,并在比赛中拿下全国一等奖。

在队员们看来,港科大(广州)支持本科生自由探索的科研氛围和充足的学术资源,是他们在这次比赛中取得优异成绩的基石。张宇山团队的本科成员均来自港科大(广州)Robomaster战队。今年是队员罗雪尹第二次走进电气电子工程创新大赛的全国总决赛。“学校能够提供资源支持我们本科生坚持做热爱的事,我身边团队氛围非常好,让我能有勇气不断尝试和挑战自己。”
谈及这次参赛经历,张宇山表示自身收获远超预期,“最初是为了学一些实际的技术,后来在备赛过程中对技术方案有了整体了解,并且第一次熟悉了从立项,报告到答辩的整体流程。”作为大一学生担任队长,他学会了在资源整合中寻找创新点,更在实践中提升了项目管理和抗压能力。这一系列的成长都离不开指导老师的帮助,“王鲁佳老师为报告撰写和比赛展示给出很多实用的建议与指导;答辩前那晚,李昊昂老师一边赶其他会议材料,一边指导我们PPT展示和答辩的技巧。”对于队员而言,老师们不仅督导他们日常备赛的进度,还给予了很高的情绪关怀,为大家加油打气。

“本科教学与科研是学校非常重视的一环。”同时兼顾两个团队的李昊昂老师坦言首次指导本科生的心情,“与硕、博士生不同的是,本科同学可能缺乏一些基础知识,但同学们有着惊人的学习‘加速度’和自驱力,大家都进步非常快。”在备赛半年里,李昊昂老师会将机器人导航相关的基础知识用通俗易懂的方式循序渐进地教授给同学们,后续再让大家自主探索算法细节和优化空间,并提供方向性引导,锻炼学生的创新能力和开放思维。

知识的边界在实战中消融,真正的创新产生于学科的交叉处。“这是港科大(广州)问题导向、学科融合创新教育模式的鲜活体现。”我校该赛事总协调訾云龙副教授总结参赛收获时强调,三组获奖项目诞生路径各异:“波浪先锋”源于浮标的用电痛点;护理机器人来源于养老院的真实需求;物流服务机器人通过市场分析找到新的应用前景——其共同内核是,面向真实世界的问题求解,将社会需求转化为问题解决方案,而学校学科融合的教育理念、丰富的平台资源和导师们的倾囊相授,为这群年轻人的奇思妙想提供了坚实的孵化土壤。
用技术传递对社会的深切关怀,将质疑转化为迭代的动力,让产品走出展台、走向用户需求的核心,港科大(广州)学子在赛场上交付的,不仅是一份获奖作品,而是一份关于勇气、协作与担当的答卷。正如24级本科同学梁培恩在获奖感言中所说,“我们深知创新的道路充满挑战,但我们也坚信真正的创新永远诞生于仰望星空与脚踏实地的交会处。愿这份荣誉成为火种,点燃更多青年才子探索科技、敢为人先的勇气。因为真正的创新,永远不仅仅是技术上的进步,更是对人类社会发展的深远影响。”
第四届高校电气电子工程创新大赛
高校电气电子工程创新大赛由中国电工技术学会、清华大学、北京交通大学、华北电力大学、北京理工大学、天津大学共同发起。大赛是面向全国高校学生(以本科生为主)的一项具有探索性工程实践活动,旨在推动高校工程教育与工程实际紧密结合,切实培养学生实践创新能力及解决复杂工程问题的能力,同时促进教师将理论教学与工程实践相结合。
第四届高校电气电子工程创新大赛以“‘双碳’战略下的能源转型及其技术变革”为主题,聚焦国家能源战略需求,设置了涵盖可再生能源、能源数字化、终端电气化及企业命题等多个前沿赛题。高校电气电子工程创新大赛是中国电工技术学会主办的公益性竞赛活动,本届大赛共有来自全国34个省、市、自治区的305所高校2646个团队报名,经过初赛、复赛,83所高校的169个参赛团队进入全国总决赛。
本次全国总决赛共评选出全国特等奖25项,其中自由选题类赛道20项,施耐德电气Go Green电力电子创赢赛道5项;一等奖59项,其中自由选题类赛道46项,施耐德电气Go Green电力电子创赢赛道13项;二等奖78项,其中自由选题类赛道59项,施耐德电气Go Green电力电子创赢赛道19项;最佳创意奖5项,其中自由选题类赛道4项,施耐德电气Go Green电力电子创赢赛道1项。