“哪吒”團隊成員在大賽成果展上介紹項目成果。 學校供圖
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開欄的話
青年是創(chuàng)新的重要生力軍,他們有的直面挑戰(zhàn),沖擊科技前沿;有的扎根基層,守護群眾健康;有的一絲不茍,服務生產一線;還有的在獲獎之后,繼續(xù)踏上創(chuàng)新征程……他們的青春,因創(chuàng)新而更加閃耀。本報今起開設“敢闖會創(chuàng) 強國有我”欄目,報道一批大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的動人故事。
■敢闖會創(chuàng) 強國有我
在上海交通大學閔行校區(qū)木蘭樓一樓,穿過長長的院士墻來到走廊盡頭,有一間普通的實驗室,這里便是全球首個“海空一體”跨域航行器平臺項目“哪吒”的誕生地。
在這里,20余位年輕的博士生、碩士生從一個“打破不可能”的想法起步,歷時8年實現(xiàn)了“從0到1”的關鍵核心技術突破,研發(fā)出能“上天入海,飛潛合一”的“哪吒”系列航行器。
前不久舉行的中國國際大學生創(chuàng)新大賽(2024)上,“哪吒”團隊從全球153個國家和地區(qū)5406所學校的514萬個項目中脫穎而出,一舉奪得大賽冠軍,同時創(chuàng)造了此項賽事的最高成績紀錄。
科研“沖浪”,挑戰(zhàn)“不可能”
“哪吒”實驗室的故事還得從10多年前說起。
海洋強國建設的大背景下,上海交通大學主動服務國家戰(zhàn)略,立足原有“船舶與海洋工程”基礎積極開展“大海洋學科”的謀篇布局,逐步構建海洋工程與海洋科學交融的新學科格局。2013年,上海交通大學海洋研究院正式成立,組建跨學科研究團隊對海洋奧秘開展全面探索,以推動學校海洋科學學科建設和科技創(chuàng)新,培養(yǎng)優(yōu)秀海洋人才。
2016年,曾錚副研究員加入由海洋研究院副院長連璉領航的海洋技術團隊。他在帶領學生參加一次學術交流活動時了解到,臺風和颶風研究領域對水上100米、水下50米的氣象和水文數(shù)據(jù)有著迫切的需求,而當時國際上尚無專門收集這類數(shù)據(jù)的設備。于是,團隊提出了一個大膽的設想——設計一款既能在空中飛行,又能在水下航行的跨域飛行器。
“海水的密度大概是1.02克/立方厘米,空氣的密度約為0.0012克/立方厘米,兩者之間相差850倍,讓同一個載體在相差這么大的環(huán)境下都能很好地飛行,這怎么可能做到?”團隊的想法得到了很多人善意的提醒。
“人們眼中的成見是一座大山,我們要勇于打破?!痹P說,團隊將這個項目取名為“哪吒”,就是要實現(xiàn)不可能。
然而,理想和現(xiàn)實之間橫著的,是漫漫長路。
“當時,團隊的首批成員博士生盧迪、熊程珂在開始做實驗時,幾乎每天都在‘炸機’?!痹P回憶道,因為沒有先例可循,每一個參數(shù)都需要自己不斷摸索、調整,實驗中的航行器一試飛就失控,潛入水中再也回不來是常事。每次“炸機”后,大家調整一下,便又從頭開始。
“科研的樂趣就在于直面挑戰(zhàn),解決問題?!敝芎招?018年加入團隊,從博士到博士后,一直陪伴著“哪吒”的迭代成長。
周赫雄介紹,團隊2021年研制的“哪吒Ⅳ”已經(jīng)成功實現(xiàn)了水平飛行與水下巡航多模式海空兩域航行,具備50米級水下航行、5公斤負載能力,成為當時國內外公開發(fā)布的跨域航行器成果中下潛深度最大、負載能力最強、水下運動范圍最廣的一款??僧斔麄儩M懷希望來到海上試驗時,卻又遭受了前所未有的打擊。
“我們當時都是在平靜的水面上做實驗,從未考慮過復雜海況對跨域飛行的影響,所以當幾米高的浪涌襲來,‘哪吒’就像一片葉子般被吞噬,使出‘渾身力氣’也飛不起來。”周赫雄說。
海試失敗后,團隊在校園里的造浪水池模擬復雜海況風浪中的跨域出水,從仿真計算,再到水池試驗,時間一晃就是兩年。
無數(shù)次的嘗試后,團隊終于從沖浪運動中獲得了靈感:與其和波浪硬碰硬,何不試試“順水推舟”?
于是,團隊開發(fā)出了“沖浪算法”,能夠自主識別感知波浪,選擇在波峰起飛。從理論推導,到湖試、海試,“哪吒”順利實現(xiàn)3級海況下反復??沾┰?,并在海試中率先突破了百米潛深。
創(chuàng)新很“酷”,點燃青春力量
“站在領獎臺上,我的內心十分平靜。奮斗過程十分艱辛,但能夠挑戰(zhàn)前人沒有摸索過的路,我們認為這是在做一件非??岬氖虑??!闭勂皤@獎感受,團隊負責人呂晨昕說。
“我覺得這是一件很有趣的事情,選擇加入這個團隊就是選擇了創(chuàng)造一個世界上獨有設備的機會?!眻F隊成員金羽飛告訴記者,正是因為獨特的創(chuàng)新,“哪吒”團隊吸引了來自不同研究方向的同學聚在一起,合力做一件充滿挑戰(zhàn)性的事情。
除了指導教師曾錚和連璉,“哪吒”團隊全部由學生組成。教師們認為,給年輕人越多探索的自由,他們就會產出越多豐碩的創(chuàng)新成果。
“是團隊成員之間的互幫互助,讓我們不管在什么地方,都能克服困難和挑戰(zhàn)?!眳纬筷空f。
對團隊而言,最難忘的莫過于每年真實環(huán)境下的測試。記得團隊在海南分界洲開展海試時,海浪的顛簸讓船上年輕的漁民都倒下了,團隊成員仍要堅持調試參數(shù)。師弟倒下了,師兄接上去,暈船嘔吐,吐完爬起來繼續(xù)調試……
“我們是來挑戰(zhàn)極限的,哪怕失敗一千次,我們也要撐到最后一次成功?!被赝麃頃r路,每一次的艱難探索都成了美好的青春記憶,每一個挑戰(zhàn)也都成了滋養(yǎng)成長的營養(yǎng)劑。
如今,參加研制的第一批博士生已經(jīng)畢業(yè),完成整體設計的盧迪去了廣西科學院繼續(xù)從事科研,從事航行路徑研究的熊程珂去了華為從事無人車的智能路徑設計。
“團隊畢業(yè)的成員幾乎都去了國家重點行業(yè)繼續(xù)搞科研?!痹P說。
“課賽創(chuàng)研”,培養(yǎng)敢闖會創(chuàng)的青年
“參加中國國際大學生創(chuàng)新大賽讓我們積累了寶貴的經(jīng)驗,更加堅定了繼續(xù)探索基礎工科與前沿科技結合的信念?!眳纬筷拷榻B,“哪吒”在海洋監(jiān)測、資源勘探、環(huán)境監(jiān)測、海上搜救等方面有著廣泛的應用前景,在學校的大力支持下,依托“大零號灣”全球創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)集聚區(qū),項目正在考慮轉化落地。
近年來,上海交通大學秉持“創(chuàng)新引領創(chuàng)業(yè),創(chuàng)業(yè)帶動高質量就業(yè),讓每個學生更優(yōu)秀”的育人理念,堅持以賽促教、以賽促學、以賽促創(chuàng)。經(jīng)過大賽的精心梳理,各創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目也得以重新審視并優(yōu)化自身的未來發(fā)展。據(jù)悉,該校近3年在中國國際大學生創(chuàng)新大賽中獲獎的7個創(chuàng)業(yè)組項目在賽后都有顯著發(fā)展和提升,2021年大賽獲獎項目輕流科技、芯英科技均獲融資達億元。
為培養(yǎng)更多敢闖會創(chuàng)的青年創(chuàng)新人才,上海交通大學打造面向全校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐教育平臺,建設機器人等6個交叉創(chuàng)新平臺,向學生提供7×24小時的開放服務,探索“課—賽—創(chuàng)—研”育人模式,建設20多門面向全校的創(chuàng)業(yè)課程和2個輔修專業(yè)、1個微輔修專業(yè)以及1個創(chuàng)業(yè)精英班。
“‘哪吒’實驗室也承擔著學生科技創(chuàng)新工作室的功能?!眳纬筷扛嬖V記者,海洋學院有著完備的創(chuàng)新實踐課程,學生們可以與大師、院士面對面交流,領悟科學家精神,也可以坐著“雪龍”號出海實踐。此外,每一名本科生都有自己的科研導師,都可以進實驗室做科學研究。
作為學生科技創(chuàng)新中心之一,“哪吒”實驗室面向全校學生開放,還吸引了來自不同學院的本科生跨學科體驗與合作。呂晨昕指著實驗室里滿墻的專利證書說:“這些專利成果30%有本科生參與,本科生會在導師以及博士生的指導下一起做科研、完成論文、參加國際學術會議,他們的創(chuàng)造力在實踐中被更好地激發(fā)出來?!?/p>
《中國教育報》2024年11月27日 第01版
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