做项目有瘾,科研上道后一发不可收

黄青青 许文艳

两栖无人航行器需要从仿生角度出发,设计出一种新的结构。作为两种截然不同的流体,水与空气的流体特征极不一样,因此,能够在空中高效飞行的航行器并不一定适用于水中。目前大部分的两栖无人航行器都是基于空中高效飞行而设计的,而邱苏铭没有追求航行器在空中的高效飞行,他采用的是热气球结构,即水下高效航行、空中飞行为辅助的设计。邱苏铭介绍说:“航行器在水中时就像潜水艇一样,到水上时,它就会展开热气球结构,从而达到飞行的效果,并保证有效的续航时间。目前这是没有人做过的。”

小型城市天际线——建模软件生成

机器人是邱苏铭长期的“小爱好”。大二上学期,邱苏铭加入了机器人队,开始自学软件,参与设计了英雄机器人,并在RoboMaster机甲大师赛中获得了西部赛区团队赛三等奖。正是这一经历,让邱苏铭慢慢探索到了科研的快乐。

除了机器人,邱苏铭在很多领域做了不少项目。邱苏铭第一次参与了科研项目——石墨烯的超结构。在老师的指导下,邱苏铭搜索文献,还原了多种前人提出的模型,并构建三维模型,与学长们进行石墨烯的制备和加载试验。在他看来,设计石墨烯这种二维碳纳米材料的结构就是在“建构和创造”,虽然后期由于相关知识不足,未能将这一项目继续下去,但这也为他的科研之路提供了宝贵的经验。

后来,在学长的带领下,邱苏铭开始了生物力学方向的国创项目,这是一次“跨专业”的尝试,不仅要使用力学知识,还要涉及邱苏铭并不十分熟悉的生物方面。由于癌细胞和免疫细胞十分相似,很难将二者区分开来,因此癌症的早期诊断是困难的。但是癌细胞的力学性能却和免疫细胞有着天壤之别,癌细胞的膜流动性比免疫细胞强,因而它的弹性模量可以作为区分二者的因素。邱苏铭和团队正是以此作为评选标准,将二者区别开来。涉及到专业外领域的科研项目很难,但邱苏铭表示:“科研的过程比较辛苦,但也不乏乐趣,仅亲手摸到价值三四百万的原子力显微镜就让我很兴奋,感觉就像自己开着豪车一样!”

做项目让邱苏铭“上了瘾”,粗糙金属表面接触性能研究是他第一次带领团队做科研。传统的金属接触性能的研究采用的是分形的数学工具,但是适用范围有限,这种方法只能适用于有规律的金属表面,对于表面形貌特征无规律的金属来说,这种方法就有失偏颇。“我们提出了一个跳脱传统的新方法,采用升高维度再降低维度的方式来间接研究表面,并且得出的理论结果与实驗结果吻合度较好。”谈到这次项目,邱苏铭感到非常自豪。

光学测量表面的电脑合

此后他便“一发不可收”,从两栖无人潜航器到超导块残余应力分析、再到颗粒运动模拟。

挪威鲱鱼分布热力图

在科研项目之外,数学建模比赛是邱苏铭生活中的“调味品”。“理论上的东西和单纯做题相对枯燥,数学建模则不一样,它要求在特定的环境和有限的时间里,抽象出一个模型,然后把这个模型给解决掉。”这正是邱苏铭发现的数学建模的趣味所在,做自己喜欢的事情,永远不会觉得疲累。“很多时候会遇到其他专业的问题,比如说之前我做过化学专业的塑料分解的模型、停车规划的模型、交通规划的模型,甚至还有‘让你养一条龙的模型,这些题目都蛮有意思的。”

制作机器人

制作机器人

原子力显微镜测量肝癌细胞

作为同学们眼中的学霸,邱苏铭的大部分课余时间都花在了科研项目之上,在闲暇时间,邱苏铭也会走出宿舍。

2018年的暑假是邱苏铭大学时期过得最有意义的一个假期。当时他参与了童享支教计划项目,到中国最贫困的山区之一——青海湟中支教。在那里,邱苏铭和同伴们尽可能把知识教给当地学生,让他们开阔眼界,希望为改变山里孩子们的命运出一份力。单纯上物理实验课有些“没意思”,邱苏铭就利用多余的塑料瓶教孩子们做水火箭,让孩子们在实践中感受物理的魅力。

假期里邱苏铭也不会闲下来,这个大男孩利用寒假在家附近的少年宫公益教学做小机器人,和孩子们打成一片。

邱苏铭在大学期间参加了不少活动,通过机器人队开始接触科研后,他发现科研活动很有意思,干起来不累。“这是一种良性循环,去找到自己喜欢的东西,然后钻进去。我觉得能在大学期间找到一两个喜欢的事情,就不算白白度过了。”这是邱苏铭的观点。

谈到未来,邱苏铭表示自己更倾向于做科研。他说:“大学四年是一个寻找的过程,我找到了属于自己的科创舞台,并且决定继续走下去,释放自己的光和热!”

责任编辑:丁莉莎

标签: 科研项目 航行 建模