【筑梦一夏】他们把研究领域变身“赛道”,成就新的“高水平”

时间:2021-08-10浏览:191编辑:董真摄影:    通讯员:设置

这个暑期,是伴随着东京奥运会紧张的竞赛进程展开的。在电视屏幕里,奥运健儿们在赛场上努力拼搏、永不言弃,88枚奖牌的背后是体育界一个个新的传奇故事。而在上理工校园里,老师们也如在赛场一样,抓紧科研黄金期,把自身研究领域变身“赛道”,不断尝试、创新、完善,力争成就更多新的“高水平”。

 

与“小丘”来一场人机大战

中国队的第35枚金牌被乒乓球男子团体一举拿下,上理工机器智能研究院的季云峰老师在拍手喝彩的同时,也努力从赛场实况中汲取灵感,他把注意力放在了乒乓球落点、乒乓球旋转情况、击球范围等细节中。原来,在过去的一年时间,他将自身乒乓球运动员的经历与人工智能专业相结合,在研究院张建伟院士的指导下,协同研究院师生研发出智能乒乓球机器人——小丘。在他看来,智能乒乓球机器人潜力巨大,从健身娱乐到专业训练,都可以为国球延续辉煌尽一份力。

或许会有人好奇,我们常常能看到 “会打乒乓球的机器人”,这有什么好研究的?然而事实是,市场上并没有真正成熟的商用乒乓球机器人。单就击球来说,传统机器人受结构影响,击球范围十分有限,无法覆盖全台面,其处理算法和执行控制的速度受限,导致很难回击高难度、速度快(包含旋转)的球,实现全台面多拍人机对打仍旧是这一领域研究的难点。整个暑期,季云峰老师都“泡”在实验室,致力于解决“小丘”的击球策略和稳定性问题,让它能更好地适应复杂的回球,真正实现与人实战对练。

“我们团队正在进一步开发乒乓球机器人的视觉系统,别小看这个环节,它的功能类似于网球鹰眼系统,比如实现辅助裁判判罚、经典球快速三维重建、乒乓球旋转速度实时测量等,让奥运会赛场更‘智能’。”季云峰介绍道,“我们的‘小丘’还有大招,请拭目以待吧。”


季云峰与“小丘”对打


在医工交叉赛道上奋起直追

为了能在高端医疗装备领域做出更多的科技创新成果,各个医工交叉项目团队也在紧锣密鼓地进行相关课题的研究和设备的研制攻关。医食学院副院长、“超声刀系统的研发与产业化”项目负责人崔海坡带领着团队让“超声刀”的落地又向前推进了一步。

据了解,作为临床外科重要手术设备的超声刀,目前国内主要依赖进口,6000元左右的售价对于普通老百姓来说,直接增加了手术的成本;此外,即使是进口产品的超声刀头,也有2%左右的概率会在手术中出现断裂,从而增加了手术风险。针对这些难点,学校在2周时间内就迅速组成了多学科攻关团队,仅耗时1年、就于2020年11月拿出了国产化方案。

“听起来有了方案,就有了成果,然而这只是一个起步,医疗器械市场化之路有很多环节要走。2021年上半年我们已经完成了超声刀项目核心结构的研发和检测,目前正在进行外观设计以及样机定型过程,所有零部件正在委外加工,预计8月底拿到样机后我们还会进一步进行检测和调试。”崔海坡谈道。为了尽快推动进度,团队成员冒着酷暑在医院、实验室、企业之间折返转场,“从医学的需求出发,着手研发合适的设备,再回到临床去验证和优化,才能实现科技创新和转化的真正落地。就像在奥运会赛道上,我们一开始或许不占优势,但为了能让自己的创新技术早点为老百姓造福,为了能让中国设备赶超国际同类产品水平,我们团队的每位老师都在奋力拼搏着。”


崔海坡在完善项目PPT


静水流深让“追光者成为光”

在田径场上,苏炳添创造了历史,成为中国第一个冲进奥运男子百米决赛的人,有网络评论说:“追光者成为光。”而在上理工,也有一群“追光者”,他们精益求精,永葆对光学领域的科研热忱和学术敏感。

如何设计出符合中国中老年人群视觉状态的视力辅助镜片?这一问题成为了庄松林院士、张大伟教授团队项华中老师的暑期攻关目标。据了解,针对老视眼(俗称“老花眼”)最主要的办法是采用单光镜来矫正近用工作距离屈光力不足的问题,但是传统的单光镜具有一定的局限性,只能满足近用距离的使用要求,不能兼顾看远和看近,使用中需要频繁摘戴。而且令人惊讶的是,这个对于中老年人来说常用的“老花镜”都还“受制于人”,国内生产企业依赖使用国外设计专利,收费形式是按件收专利费,一副眼镜片设计费2欧元,国内市场被“卡住脖子”。

“我们在前期积累工作的基础上,推出多视轴渐进多焦点自由曲面镜片设计方法和软件,实现眼视光矫正软件的国产化替代。目前产品仍存在适应周期长、佩戴舒适度有待提升等问题,因此我们利用暑期集中攻关,产品已经经过中试和部分临床佩戴,效果显著。我们深知,追光者要想成为光,就更要懂得静水流深,集中拳头做出真正有影响力的研究。”项华中谈道。


项华中和团队成员讨论优化方案



供稿:新闻中心

文:董真

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