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大學生“挑戰杯”開出“雙黃蛋”,北航、清華同捧杯

“挑戰杯”,一場已持續30年的賽事,累計吸引全國兩千多萬大學生參與,更點燃無數學子的科研夢想,他們中間曾走出兩位院士、20多位教授博導。

11月12日,第十六屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽終審決賽結果揭曉,北京航空航天大學以6項特等獎,清華大學以5項特等獎、1項一等獎的成績共同捧得最高榮譽“挑戰杯”,這也是時隔十年,兩校再次同場捧杯。

本屆競賽自啟動以來,吸引了全國1573所高校267萬餘青年學生參與。經過省級賽事選拔,內地1513件作品參加國家級比賽,預審環節過後,786件作品擬授三等獎,426件作品入圍終審決賽,另有21件港澳地區作品參加終審決賽。內地作品中,共評出35件特等獎作品、105件一等獎作品、286件二等獎作品;港澳地區作品,評出了3件一等獎作品、8件二等獎作品、10件三等獎作品。44所高校獲得本屆賽事“優勝杯”。

北航拿到6個特等獎

來自北航的“基於電場操控的抗消磁反鐵磁存儲芯片器件” “Mcontroller跨維度機器人運動控制系統”“基於低阻複合式氣動布局的垂直起降高速飛行平台”等6件作品全部獲得特等獎,為學校捧回了“挑戰杯”最高榮譽。

其中,“基於電場操控的抗消磁反鐵磁存儲芯片器件”由北航研究生閆晗和大學生王小寧聯合研發。

他們在2017年進入北航材料學院功能薄膜實驗室,通過兩年努力,研發出這個記憶體件,雖然只有指甲蓋的四分之一大小,功能卻相當強大,其上集成有微米級的反鐵磁薄膜材料。與鐵磁記憶體件相比,它的能耗大大降低,且能抵抗60特斯拉的強磁場不消磁,可以應用在太空惡劣強磁場環境中工作的航天器,且寫入速度更快,拷貝1GB的電影大概只需要0.01秒,集成密度更高,即使一個小小的隨身碟也可以擁有10TB的存儲容量。研究成果已於今年在國際頂級期刊《自然·納米技術》上發表。

北京發出創新邀約

今晚的閉幕式上,正在推進全國科技創新中心建設的北京向全國大學生發出科技創新邀約。另外,本屆“挑戰杯” 賽參賽學生聯合發出“挑戰築夢 科創報國”的倡議。他們提倡,新時代的大學生矢志科創報國、投身科創熱潮,不懼一切挑戰、練就過硬本領,弘揚科學精神、堅守扎實學風,勇擔時代責任、勇攀科學高峰,共同譜寫實現“兩個一百年”奮鬥目標宏偉征程中的青春科創樂章。

作為本屆“挑戰杯”的活動之一,11月13日,北京市將組織開展科技創新中心體驗營活動,邀請“挑戰杯”參賽師生以及來自首都高校國家重點實驗室、首都高校科創社團等部門的科創人員,走進“三城一區”,親身感受北京科技創新的脈搏。

新聞名片:“挑戰杯”競賽

“挑戰杯”競賽發端於1989年,一直秉承“崇尚科學、追求真知、勤奮學習、銳意創新、迎接挑戰”的宗旨,歷經十六屆賽事,形成了以競賽為牽動、以中國青少年科技創新獎為牽引、以常態化活躍大學生課外科技活動為基礎的共青團服務促進大學生科技創新工作體系。競賽開展三十年來,從最初只有19所高校參與、300多人競爭的小擂台,發展為每屆2000余所高校、200餘萬大學生同台競技的“奧林匹克盛會”,挖掘了大量原創學生科技創新作品,激勵培養了大批在科技、教育、經濟等領域的傑出人才,促進了學生科技創新成果在經濟社會中的轉化應用,推動了高校創新創業教育的發展。

部分獲獎項目簡介:

1、基於電場操控的抗消磁反鐵磁存儲芯片器件

(北京航空航天大學 “挑戰杯”特等獎)

該作品是一個全新的記憶體件,它採用一種全新的存儲材料——反鐵磁材料和一種全新的數據寫入方式——電場寫入,來代替目前廣泛使用的,比如硬碟這種電流寫入和鐵磁存儲的器件,在保證數據穩定存儲的前提下,實現了兩個重要的創新點,第一就是能耗降低了7個數量級,在未來可以使電子設備再無體感發熱,第二個是可以抵抗60特斯拉的強磁場(相當於地球表面磁場的120萬倍)不消磁,可以應用在太空惡劣強磁場環境中工作的航天器。

2、基於低阻複合式氣動布局的垂直起降高速飛行平台

(北京航空航天大學,“挑戰杯”特等獎)

基於低阻複合式氣動布局的垂直起降高速飛行平台,是項目團隊自主設計的一款能夠穩定垂直起降,平穩過渡飛行並且可以高速平飛的無人機。歷時四年四代的研發,項目以低阻複合式氣動布局、包覆式整流機構、油電混合動力系統和新型複合材料為特色,以我國驅逐艦艦載飛行平台為主要應用場景,可以實現多機協同高速偵察和驅逐艦甲板的垂直起降功能。

3、Mcontroller跨維度機器人運動控制系統

(北京航空航天大學,“挑戰杯”特等獎)

跨維度運動,即實現三維運動模態與二維運動模態的相互轉換,比如空中飛行是一種三維運動,而牆面爬行是一種二維運動。該項目以跨維度運動為核心,研發了三代機器人系統。

第一代機器人系統依靠粘附材料實現了飛行機器人的牆面被動附著,機器人實現了空中與牆面的運動模態轉換;第二代機器人系統依靠基於矢量動力的運功控制算法,實現了牆面主動附著,機器人能夠在地面、空中、牆面三種運動模態之間靈活轉換;第三代機器人系統在跨維度運動的基礎上,實現了機器人系統的微型化、一體化設計。

4、動態立體LED舞台仿真控制系統

(北京理工大學)

該項目是在舞台表演藝術需求不斷複雜化、LED舞台技術不斷發展的背景下,對使用了大規模動態立體LED螢幕的舞台演出而開發的一套仿真控制系統。項目針對現代化動態LED舞台表演設計中存在的舞台模塊的大規模、立體化、運動複雜化引發的畫面分裂破碎問題,動態舞台下呈現絢爛舞美效的海量視頻數據在處理過程中出現的時-空滯後性問題以及舞台表演設計在實現過程中容易出現的風險性和效果瑕疵這三大問題,提出相應解決方案。

本項目的核心技術已經應用於2019年央視春節聯歡晚會以及慶祝中華人民共和國成立70周年聯歡活動中,為舞台表演絢爛效果的設計和展現提供了科技保障。

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