你想在任何阳光普照的地方都能轻松为电动车充上电么?你想操纵更精准灵巧的无人机去探索无限广袤的天空么?你体验过寒冷冬季里踩上就会自发热的温暖棉鞋么?对于上海交通大学密西根学院的学生来说,这些都不是难题。在学院2023夏季设计展上,学生们带来的90多个创新工程设计项目,让前来参展的企业、校内外师生和专业人士大开眼界。此次设计展展出的项目涵盖了《工程导论》、《设计与制造3》、《系统设计与实现》、《计算机架构》、《产品设计与制造》等夏季学期大一到大四的多项工程实践类课程,全方位展示学院本科生学子的科创成果。
大一“萌新”创意纷呈
探索科技无限可能
从对星空的畅想,到对日常生活、人民福祉的思考,再到对未来科技与人类关系的讨论,密西根学院的大一“萌新”们表现出无限的想象力和创造力。
大一学生们表现出了对火星探测高涨的热情和好奇。一组学生设计出火星地貌探测系统,基于火星车,通信系统与用户界面的灵活配合,使用火星车实现对火星地形的实时监测,并将信息返回给用户界面,可以帮助解决火星由于频繁沙尘暴而导致地形变化的问题。
另一组学生设计的具备远程可控机械臂的火星探测车可以帮助宇航员通过远程控制,在无法预知的环境下抓取物体和挖掘。该探测车配备了控制器和不同的机械臂端部,可以更加安全不受限地执行各种活动。
还有学生关注建筑工人的安全问题。通过采用轻量级3D打印蜂窝结构减震装置减小冲击力,在不影响舒适性的前提下,高效经济地改进了现有的安全帽。方案在安全帽帽衬的每根条带上缝合了一些基本的缓冲结构,当受到撞击时,它会在初始阶段断裂,并减缓冲击。当缝线断裂时,悬挂带会变长,此时头部会接触到位于安全帽顶部的HoneyFuses(蜂窝结构缓冲装置)。这种装置是受自然界中蜜蜂巢的启发而设计的,它也被应用于建筑物上作为地震减震器,可有效减缓冲击力。
随着科技的不断突破和应用,人们也面临着一系列伦理问题和挑战。密院学子基于此设计了一款特别的游戏——《灾变》,通过让玩家在游戏中面对道德选择和权衡利弊的情境,提醒人们科技发展的过程中需要思考和关注伦理问题。游戏还拥有随机生成的地图和意想不到的能力获取机制,让每一次冒险都充满了未知和惊喜。
这些奇思妙想的科创作品,都来自于密西根学院的《工程导论》课。作为密西根学院的王牌课程项目,《工程导论》课在培养大一学生对于工程专业的兴趣外,也同样注重学生关注和解决实际问题的能力。课程融入大量“中国工程奇迹”案例,基于国家和时代发展的重要方向,如“新能源”、“火星计划”、“智能生活”等,激发学生对专业的热爱,培养学生作为未来工程师和科技工作者的自豪感、责任感、使命感与家国情怀。课程还会包含比赛日、研讨会、开放日、设计展等特色活动,充分调动学生学习的主观能动性。该门课程还配有英文写作老师讲授科技交流与写作,教会学生成为工程师必备的写作技能,是众多密院毕业生心中印象最深、影响最深远的课程之一。
大四毕业设计项目
关注智慧绿色新生活
如何更好应用科技服务人类发展和社会进步,大四的同学们经过四年的思考与探索,在毕业设计中给出了自己的答案,并为打造更便捷美好的生活提出了创新性方案。
为了能更加广泛且环保地服务电动车用户,大四学生设计了小型的、完全基于太阳能的电动车充电站。小组采用了高集成度、高效率的能量路由器电路和智能的能量管理算法,实现了太阳能、储能电池和被充电动车之间的高效能量流动。这一体积小且无需连接电网的太阳能充电站可以被广泛地部署。当充电站的数量增加之后,它们之间还可以进行组网和数据共享,以便为用户推荐最优的充电选择。
还有学生开发了一个概念验证设备原型,具有直接从环境空气中捕获二氧化碳的能力,为实现碳达峰碳中和贡献力量。方案选用固体吸附剂而非液体,以此减少对设备的腐蚀和危险性,进一步降低成本。整个系统分为吸附和脱附两部分。在吸附过程中,鸟笼结构连同涂有吸附剂的蜂窝片被放置在吸附盒内,箱体两侧的两个风扇将空气吹入装置,此时,吸附剂持续吸附空气中的二氧化碳。达到平衡后,人工取出鸟笼结构,放入脱附箱,以温度和压强作为驱动力从吸附剂中释放二氧化碳,并将其用于进一步的处理和应用。
产学研深度融合
激发本科学生“双创”活力
作为历届设计展上的重头戏,众多国内外企业赞助的毕业设计项目为本届设计展的成功举办添光加彩。本次参展的毕设项目中,12个项目受到来自博世、英特尔、罗克韦尔、联合电子、安脉盛、华域视觉等众多业内知名企业的赞助,其中不乏拓疆者等校友企业,而这些与日常生活息息相关的课题都是来自企业工程实践一线的技术项目。
产学研深度融合一直是密西根学院毕业设计的重要特色,自2010年开展院企合作毕设项目以来,越来越多的企业提供并资助紧随企业产品市场发展方向的“定制”项目。近年来,密西根学院的校企合作毕设项目占总体项目比例逐年增加,企业资源和校内资源的协同实现了工程实践教学效果的最大化。设计展通过课程导入、可视化展示、院企双导师等多种有效手段,从多维度激发同学们的创意思维,为学院探索人才培养和企业合作提供了多元途径和综合展示的大平台。
来源:密西根学院
值班编辑:王炜龙
责任编辑:傅瑀何 虞汶颖