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科创达人路阔的科创之路为啥这么“阔”

本科时期专业年年第一,读博短短2年,就参加了军内外重大科研课题7项,发表学术论文11篇,申请发明专利6项。他是路阔,同学眼中的竞赛达人、全能学霸。前不久,他又将“第十二届中国青少年科技创新奖”收入囊中。想知道小哥哥如此优秀的秘诀?今天,我们与路阔面对面,讲述他创新成才的故事。

“蹭课”得来的一等奖

“竞赛达人”并不一开始就是高手,大一时期路阔还是个“小白”。2014年,中国大学生飞思卡尔智能汽车竞赛,路阔想都没想就报了名,“心里没底,只知道是比谁的小车跑得快。”

备赛阶段,路阔组的开局并不顺利,他们的电磁小车始终无法规避周围环境磁场的干扰,使得小车在赛道上横冲直撞。到校内友谊赛的时候,其他团队的小车在赛道上风驰电掣,而他们却连最基本的赛道都跑不完。眼看着比赛日期逐渐逼近,路阔的心里焦躁万分。

路阔是出了名的“蹭课”大王,没想到,这段经历给他带来了意外惊喜。一次“蹭课”时,一个知识点引起了他的注意——“利用卡尔曼滤波可以在测量方差已知的情况下,从一系列存在测量噪声的数据中,估计动态系统的状态。”路阔一个激灵,当即想到:为什么不把这个算法移植到电磁小车上呢?经过仔细论证,他们的电磁小车完全符合卡尔曼滤波算法的生态环境。在原有的算法架构上增加卡尔曼滤波算法之后,之前频繁出现的小车失控现象也随之消失,在省赛中以绝对的优势斩获冠军,获得一等奖。

“小白”初战告捷,“蹭课”还在继续,从单片机到FPGA,从模拟电路到数字电路,从控制原理到神经网络,从C语言到Python,这段多学科交叉的学习经历犹如养分,源源不断地为他今后的学科竞赛和课题研究创新提供动力,开拓着他的思路。

“变形金刚”的进击

2018年,进入研一下学期的路阔,担任出访团队长,带领13名队友,远赴埃及,参加第三届国际地面无人系统创新挑战赛。

有了之前的积累,仅通过2个多月的攻坚训练,路阔和队友们设计的无人车就能够顺利完成主办方设定的全部任务。眼下,距离比赛还有两个月,路阔的脑子里却冒出一个大胆的想法:提速!

“队长,我们已经达到了比赛要求,为什么不求稳?”有人说。

“我们已经能完成任务了,为什么不再向前迈一步?”路阔反问。

说服队友,提速计划开始了,一点点的测试,一步步的突破,每个人都全情投入这场战斗,到比赛前夕,他们成功实现了5倍提速。

然而,正当他们信心十足地站上国际赛场时,意外的挑战又来了。由于赛制调整,原本准备的两组操控手,现在只能上一组,而且单独的“越障”变成了“带装备越障”,改变车的载荷——这是犯了比赛之“大忌”!临时状况杀了大伙一个措手不及。“没关系,我相信我们行!”路阔立即组织队员们改装赛车。哪里要卸,哪里要加,二十分钟时间,一切都要准备就绪。时间滴答滴答地走,路阔的脑门上也冒出了豆大的汗珠。

“其实放开了看,赛车就像‘变形金刚’,打开思路,就有无限种可能。”路阔从小就爱拆东西,收音机、望远镜,拆了装,装了拆。只是这一次,他们装的是全队的希望。

二十分钟后,赛车上路了,所有人的心都提到了嗓子眼。在赛道关键点——1米高台的位置,小车奋力一跃,没有跌落,“Yes!”路阔在心里暗暗叫了一声好,他对场外的老师和队友们竖起大拇指:“一切稳了!”

那一次,他们赢得了三个项目的“全满贯”,在国际赛场上以最短时间和零失误的成绩夺得冠军。

“蜂巢”带来的灵感

创新永无止境。进入博士研究生阶段后,路阔的主攻方向为高性能微惯性器件。当前在制导武器上潜力巨大的嵌套环陀螺,被他瞄准为攻关对象。

由于现有的嵌套环结构抗冲击力较差,对加工误差很敏感,这限制了它在军事上的应用。有什么形式能够弥补结构带来的硬伤呢?

一天,路阔走在去实验室的路上,不经意间被花丛中几只小蜜蜂所吸引,一个大胆的想法浮现出来:“蜂窝……六边形,结构牢固,窝,还可以储能……”为什么不试试做一个六边形的陀螺?

设想很好,到底能不能行?路阔没想到,第一次流片就陷入了困境。等了两个月的样片拿到手,根本测不出信号。路阔捧着装有陀螺的“小盒子”去照显微镜,发现样片与自己设计的尺寸差距非常大。跟导师商讨后才意识到:自己忽视了实际的加工误差,而这个误差只能与加工方反复摸索,这一摸,就是四个月。

功夫不负有心人。2018年夏天,第一版蜂巢式MEMS陀螺问世,它的零偏稳定性与嵌套环结构相当,并且抗冲击性能提升了一个数量级。这一研究填补了我国高性能微惯性器件的空白,有效推动了具有自主知识产权的国产微惯性器件在武器装备上的应用进程,打破了国外技术封锁,申请了发明专利2项。

从“小白”到“主力”,路阔说,他坚信天道酬勤,对他而言,中国青少年科技创新奖的荣誉是一种鼓励,也是一种提醒,提醒着他不能懈怠,要在科技强军的征程上不断奔跑向前。