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厉兵秣马 学以致用 开拓创新

日期:2013-03-18  稿件来源:  

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厉兵秣马 学以致用 开拓创新

——走进电气与自动化工程学院大学生创新实践基地

□学生记者 平 原

徐玉炎、明轩、张时毓、刘晗和他们的参赛作品iShine

3月,是春暖花开的时节,也是新学期的开始。近日,第七届中国大学生iCAN物联网创新创业大会也将拉开帷幕,开始接受全国高校的报名。

第七届中国大学生物联网创新创业大赛(原美新杯中国MEMS传感器应用大赛),是国际大学生物联网创新创业大赛iCAN的中国选拔赛。大赛的宗旨是以微纳米器件的创新应用为目标,引导和激励高校学生勇于创新,发现和培养一批有作为、有潜力的优秀青年科技人才,促进和加强微纳米技术领域产学研的结合,推动微纳米高科技产业的发展。

自从第四届以来,我校一直承担安徽赛区的承办工作。我校参赛队伍也取得了不错的成绩。在2010年第四届比赛上,我校参赛队伍获得国家二等奖2项,三等奖2项;2012年在无锡举办的决赛上,我校参赛学子成功斩获特等奖1项,一等奖、二等奖、三等奖各1项,创造了历史最好成绩。其中,我校电气与自动化工程学院徐玉炎、明轩、张时毓、刘晗4位本科生组成的WeShine参赛队,将带着他们的参赛作品iShine,于今年6月代表中国前往西班牙巴塞罗那参加2013年国际总决赛。

iShine:冲向国际大奖

在炎热的夏天,能吹到电风扇带来的阵阵凉风,是一件惬意的事情。但是你有没有设想过,电风扇还能有其他的功能呢?只要在风扇前轻轻挥一下手,就会有各种五彩斑斓的信息出现,不同的手势还可以任意切换不同的信息呢?

在电气与自动化工程学院大学生创新实践基地,记者就看到一台这样的风扇——iShine。iShine外表看起来就像一个普遍的小风扇,但只要接上电源,随着风扇叶片的转动,用手一挥,“合肥工业大学”、“巴塞罗那”、时间、天气预报等信息相继出现在记者的眼前,色彩也由最初的单色逐渐变换成了五彩斑斓的颜色。

“其实我们是利用扇叶在高速旋转时造成的人眼视觉停留效应,显示出一些信息。iShine的每个叶片上装有16颗LED灯,这些灯可以发出七种彩光,可以在空中形成五彩斑斓的颜色。”面对记者的好奇,发明者之一徐玉炎笑着解释说,“这个风扇上的LED灯泡是直线排列的,视觉停留效果和亮的小灯泡的位置有关系,最重要的是控制好转速,就产生视觉停留的效果。”

“通过蓝牙,iShine还可以与手机连接,通过上网来自动获取全国各地的天气预报,并显示出来。另外,还可以显示手机短信,用户可以通过动作或触摸来决定是否预览短信内容或忽略。”徐玉炎补充道。

2012年10月,电气与自动化工程学院徐玉炎、明轩、张时毓、刘晗四位本科生带着他们发明的iShine,在第六届国际物联网中国选拔赛上一举夺得特等奖,成为闪耀在中国大地一颗明亮的新星。今年6月,他们将带着他们的iShine奔赴西班牙巴塞罗那,参加在那里举行的国际大学生物联网创新创业大赛。

Shine,在英文中是闪耀的意思。但是对于徐玉炎、明轩、张时毓、刘晗他们来说,成功的道路却充满了艰辛和曲折。

为了参加安徽分赛区的选拔赛和全国总决赛,2012年的暑假,徐玉炎、明轩、张时毓、刘晗他们都没有回家。队长徐玉炎主要负责程序的编写、手机软件的开发,队员明轩负责扇叶上的单片机,底座上的主控单片机主要由队员张时毓完成,刘晗则负责把一千多个汉字一个一个录入系统,并完成商业策划书的撰写等内容。

“我们每天早上6点就要去实验室,晚上11点才回宿舍。合肥的夏天太热了,我的宿舍又在顶层六楼,即使到了晚上,温度依然在40度左右。没办法,只能不停地在宿舍泼水降温。”刘晗说,为了让队员们放松一下,有一次队长徐玉炎带着大家到篮球场打了一上午的篮球,“之后我们又连续赶了15天,经过不断的测试、运算、再调试,终于在暑假结束之前制作出了一个大概的模型。”

在作品初步完成之后,为了提高叶片旋转形成的图片的稳定性,队长徐玉炎又提出要增加一项功能。面对辛辛苦苦制作出来的成果,有的队员舍不得。因为他们知道,如果再增加新的功能,就意味着已经制作完成的作品要被拆开重新制作,原先所有的努力都可能要付诸东流。支持徐玉炎的同学却认为,对作品构造和功能的改进,可以让作品更加完美。面对组员们的各执己见,徐玉炎耐心地说服队员。最终,经过队员们的一致努力,改进后的iShine呈现出的图形更加稳定。

2012年10月25日,是全国总决赛答辩的日子。“轮到我们答辩的时候,iShine的风扇突然不转了,可能是电池出问题了,也可能是线路出了问题,当时队员们的心都凉了。这时候,明轩将电脑搬了过来,向评委们展示了先前我们录制的风扇转起来的效果。就在主持人提示时间即将到了的时候,我拍了一下电池,心里默念着‘求求你转一下吧’,结果灯真的亮了,就在答辩结束前的最后几秒钟,iShine向评委展示了实际的效果。”回忆起那天答辩的情景,徐玉炎觉得还真是有惊无险。

在全国总决赛的颁奖典礼上,随着优秀奖、三等奖、二等奖、一等奖名单的颁布,徐玉炎他们和带队老师的心被悬了起来,要知道,全国一共有160多支队伍参加比赛,而特等奖只有5名。

刘晗说:“当特等奖颁奖嘉宾念到‘合肥’两个字的时候,队员们和老师全都跳起来了,忘我的欢呼着,后面的颁奖词都忘了听,当时大脑一片混乱,面对大家的掌声和照相机的闪光灯,只记得这几个月的努力终于没有白费。”

曾经的汗水、泪水都没有白流,辛勤的努力,通力的合作,刻苦的钻研换来了丰硕的成果,队员们最终拿到了今年6月赴西班牙巴塞罗那参加国际总决赛的入场券。

获奖后的他们并没有满足于此,而是在不断地学习着、完善着自己的作品。

徐玉炎告诉记者:“去国外参加比赛,我很想感受一下国外的氛围,通过这个比赛,与国外高校的学生交流一下,开拓自己的视野,看看其他国家的同龄人做到了什么样的程度。对于比赛的结果,我们充满信心。”

李自由VS助残鼠标

带上这顶神奇的帽子,肢残人士只要轻轻抬头,屏幕上的鼠标就会自动上移,轻轻低头,鼠标自动下移,轻轻左右两边摆动头部,鼠标也会相应跟着自动移动,另外,头部摆动的幅度越大,鼠标移动的速度越大。利用这个神奇的帽子,肢残人士就可以轻松地利用互联网与外界进行交流。

这就是由我校电气与自动化工程学院王河川、李自由等四位同学发明的Brain Mouse助残鼠标。

和普通的鼠标不同,Brain Mouse助残鼠标不是用手来操作的。从外表看,它就是一顶普通的帽子,但其中暗藏机关。帽子里安装了单片机、USB驱动芯片、加速度传感器等芯片,可以即时感知使用者头部的运动。无论是前倾、后倾、左摇、右摆,都能通过加速度传感器检测到,并且立即传送到单片机中进行处理。

为了让残疾人更好地使用这顶帽子,队长王河川还开发了一系列的电脑软件,可以实现鼠标的右键单击、使用莫尔斯电码来打字、使用屏幕键盘来聊天等功能。

“我国有2412万肢体残障人士,其中有很多是上肢残疾、四肢残疾、高位截瘫的人士,他们由于上肢残疾,使用鼠标时非常困难,所以我们就希望能够设计并制作一种神奇的帽子,肢残人士只要通过头部和下巴的简单移动,就可以完成对鼠标、键盘的复杂操作。”谈起最初的创意,王河川这样说道。

2012年,王河川、李自由等4人发明的Brain Mouse助残鼠标,获得第六届中国大学生物联网创新创业大赛三等奖、安徽赛区一等奖。

谈起自己的发明,李自由告诉记者:“Brain Mouse助残鼠标的功能非常强大,但成本却很低廉,不到60元,使用电脑USB供电,功耗相当于一个普通鼠标,使用方式和普通鼠标一样,即插即用。”另外,帽子的外形可以由使用者任意定制,他们相信这项获奖作品会有良好的市场需求。

赵银平VS心灵导航仪

“我有个亲戚视力不好,后来到合肥特殊教育学校做市场调查时,当面对一排排坐得笔直的低视力或全盲的儿童时,我被震撼了。所以我们想帮助盲人设计一款导盲产品,同时能播放音乐,丰富老年人特别是盲人的生活。”谈起自己2011年参赛作品,赵银平这样说道。

于是,赵银平与同学翁元明、李王敏一商量,便得到她们的认可,三个人决定组建一个团队——微尘队。

3个人分工去收集相关资料,汇总后写了一份作品说明书交给指导老师,再根据老师的意见进行修改,然后便开始了长达3个月的工作。

由于很多知识都没有学习,最初赵银平她们先根据指导老师的建议自学了单片机,同时查阅一些传感器应用的书籍。慢慢地对单片机编程有了初步的了解。“2011年的暑假,我学了单片机和相关传感器的知识,虽然每天只睡四个小时,但感觉精神充沛,经过上百次的试验,我们总算有了产品雏形,那一天我激动的整夜没睡。”赵银平说。

赵银平她们发明的心灵导航仪是利用红外测距、红外探测、单片机控制来实现为特殊群体导航的一种装置。心灵导航仪能有效探测出障碍物和坑洼之地并进行提示,从而引导使用者安全前行。由于国外导盲装置价格不菲,不适合普通大众使用。比起传统的导盲装置和国内导盲系统,赵银平她们发明的产品无论是功能还是性价比都有所完善和提高。

在第四届全国物联网大赛上,赵银平她们发明的心灵导航仪获得二等奖。心灵导航仪目前已进入学校的大学生科技创业孵化基地。赵银平等人还申请了国家实用新型专利——《低视力者及盲人安全前行的导航帮手》。

“总有一天,我会将这个产品开发成熟,将它带给更多的盲人朋友,希望我们的发明能够帮助越来越多的盲人朋友。”面对未来,赵银平充满信心。

邱亚VS瓜农助手

控制理论与控制工程2011级研究生邱亚,是个看起来瘦瘦小小的女生,她发明的瓜农助手,在2010年获得第四届美新杯中国物联网创新创业大赛苏皖赛区二等奖、全国总决赛三等奖。

“瓜农助手的创意来源于2010年合肥晚报的一则报道,瓜农们辛苦了几个月,西瓜却不好卖。”邱亚说,队员们希望通过所学知识,设计出一种装置,能够帮助瓜农们卖西瓜。

瓜农助手设计了丰富的功能,而且使用简单。通过环保的太阳能电池板,构成独立的供电系统,白天光照充足时,用太阳能电池板充电,晚上无光时释放电能。瓜农助手上安装了很多传感器:温度传感器可以监测外界的环境温度,温度过高时,风扇会自动开启,为瓜农带来凉爽的风;灰度传感器可以监测外界的光照情况,到了夜晚灯光就会自动打开;红外传感器可以判断人的进出,人一进入蔬菜大棚,单片机就会发出“欢迎光临”的声音,人走时自动说“谢谢惠顾”。

从最初的异想天开到最后制作出成品,邱亚认为,一个人无法完成所有的工作,需要团队的合作。

“而且这个项目中包含了很多创新的思想,这些创新不是源于老师的项目,而是基于我们生活的实践,从生活中发现一个点子,并把它实现出来,从无到有,完全是我们学生们自己动手去完成。”邱亚告诉记者,“当然,我们的作品很可能会被一些观众否定,但我们必须硬着头皮去做,只要实现了当初的构想,我们就有很大的成就感。”

就是在不断的创新中,邱亚逐渐锻炼了自己各方面的能力,“现在我跟着导师做项目,需要经常跟外面的合作单位打交道,比如我们跟合肥、淮南的一些生产防爆器材的公司进行合作研发,需要较好的交流、沟通、协调能力。”邱亚的导师李鑫老师也向记者称赞她为:“可以独当一面。”

“他们的能力提高了”

无论是iShine、助残鼠标,还是心灵驿站、心灵导航仪、瓜农助手,在电气与自动化工程学院大学生创新实践基地,这些并不仅仅是个案。

为了培养大学生创新实践能力,给参赛学生提供优良的环境,电气学院早在2005年就成立了大学生创新实践基地。基地是位于屯溪路校区纬地楼和逸夫楼的两处实验室,拥有包括机器人研究平台、计算机和试验场地等价值20多万元的设备,环境优美,设施齐全。

作为我校组织参加iCAN的负责人,李鑫老师每年都会亲自指导学生团队,他告诉记者,“作为指导老师,首先要有很大的耐心,学生有了不同的意见和老师争执很正常,团队之间出现意见分歧也很容易闹别扭,通过参加这个比赛,同学们的学习目的性变得更强,团队协作能力也得到了提高。他们知道该学什么,也知道如何去学。”

采访中记者发现,那些在物联网创新创业大赛中取得佳绩的队员,很多都选择了在科研的道路上继续走下去。他们有的被保研到名校深造,有的选择在本校继续学习,有的准备出国深造。总之,参加iCAN给了他们一份难得的人生经历,这份经历让他们更加明确了今后的人生方向。

在采访即将结束的时候,电气与自动化工程学院党委副书记、副院长黄长喜说,物联网创新创业大赛目前大部分是电气学院的学生参加,希望全校能有更多的同学了解并积极参加这个创新、创业相结合的国际性大赛,同学们可以充分发挥所学习专业知识,相互交流,优势互补,取得更大的进步。

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