追光少年的苹果之旅

大学 作者:长春理工大学 2022-01-12 12:11:19

追光少年的苹果之旅

——访全国“大学生光电设计竞赛”一等奖团队


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2021年8月末,全国大学生光电设计竞赛决赛落下帷幕,我校两支参赛队伍——“我还可以更甜”队和“糖度测得”队共同参加了大赛“基于智能手机的苹果糖度无损测量”赛题的角逐,最后均获一等奖。


坚守和信念成就了他们

“我还可以更甜”队


“我在学院网站上了解到报名通知,但当时苦于没有很好的想法望而却步,这时刘瑾邀请我组队参赛。”队员刘鑫说。一个有思路的队长,两个有冲劲的队员,由光电工程学院2018级学生刘瑾、张兵辉,2019级学生刘鑫组成的——“我还可以更甜”队,就这样集结而成。

光电设计竞赛有两个组别:小车组和苹果组,小车组是光电智能垃圾分拣车,苹果组是利用智能手机无损测量苹果样品的糖度。“苹果糖度检测这一选题,很早就有制作的思路,相比于小车,我们更适合这个赛题。团队以刘瑾队长的思路为主,出现问题就共同攻关及时纠正。”刘鑫回忆道。

虽然比赛题目已经定好,可设计成实物又是一大难题。比赛要求是利用智能手机已有的成像、数据处理和显示功能,通过增加最少附件,实现对苹果样品糖度的无损测量,“过程算是略有曲折”,刘瑾说:“外壳的设计,以及电路的搭建,还有数据的测量与收集,我们都是一遍一遍地不断改进和完善,最终才有成品。”

其实直到路演答辩环节,三个人的心里还是战战兢兢的,刘鑫说:“答辩是张兵辉学长完成的,由于我们是有损检测,虽然赛前已经多次演练过,但仍然很担心时间问题。”

无法预测的突发状况在蠢蠢欲动地盯着每一支参赛团队,如何调节心态成为了一个团队最终成败的重要因素,但聊到心态,刘瑾微笑着说:“我们心态还挺好的,因为经过无数次实验,心里有点底儿,已经到了决赛,也就差最后冲击一下。”

尽管比赛的测试时长仅有五分钟,但为了这完美的五分钟,“我还可以更甜”团队从开始构思设计到最后实物成型,苦心钻研了四个月。“我们几乎没有休息时间”,刘瑾队长说:“除了比赛,还要准备考研,时间几乎是‘海绵里挤水’了。”

但比赛出现的问题远远不止这些,除了时间,疫情导致的线上比赛也是一大问题,“我们没有摄像和场地,其实当时很焦灼,好在学院的田明老师和腾云杰老师后来想方设法提供了场地和摄像装置,才使我们有参加比赛的机会,学院的支持真的很暖心。”张兵辉的眼里满是感动。

比赛的过程虽然艰难,但来自学校的支持成了“我还可以更甜队”竞赛中披荆斩棘的一大动力,“学校的支持力度很大,专门购买了两台设备供我们调试。”刘瑾激动地说。

麋鹿成群,虎豹避之,飞鸟成列,鹰鹫不击。“我还可以更甜队”斩获一等奖的关键就在于他们一直以来秉持着“合作、耐心、毅力”的团队精神。竞赛的成果并不属于一个人、两个人,而是真正地需要三个人一起努力,一起加油,终于他们战胜了对手,更战胜了自己。


在求知和探索中不断前行

“糖度测得队”

凌晨两点的实验室依旧灯火通明,“我们成功了!”看着测出的苹果甜度数据,几个少年激动得欢呼雀跃。他们就是在第九届全国大学生光电设计竞赛中斩获一等奖的“糖度测得队”,由光电工程学院20级的赵一诺、冯鑫鹏和计算机科学技术学院19级的邱天衡组成。

时间倒回到2021年上半年,加入了人工智能与光电检测协会的赵一诺,从学长口中获悉了大学生光电设计竞赛。赵一诺说:“刚看到题目觉得挺难的,大一的时候什么都不会,我没打算报。”在老师的鼓励下,赵一诺抱着尝试的想法找到了同班同学冯鑫鹏共同参赛。

比赛初期,正值大一的他们并没有学过相关的理论知识,“我们把知网上关于光谱处理方面的知识全都看了,一个一个地实验、排除,最终才选择了这个方案。”赵一诺表示,“后续我们还在反复地修改。”从方案整个过程的改进到细节的完善,是摸索着前行,亦是一步一个脚印。

临近校赛,“糖度测得队”却陷入了自我怀疑的漩涡中,“前期我们一直都没有做出来,得不到光谱,信息不稳定,数据不理想,结果不准确等问题持续困扰着我们。”另一方面,正值期末,时间有限,功课的复习与比赛的准备都需要花费大量的时间与精力,“我们比赛前刚考完一科专业课,比赛后一天还有高数考试。”冯鑫鹏有些痛苦地回忆。

放弃还是继续前行?队长赵一诺也在犯愁,“放弃意味着前期的准备都白费了,而继续也未必会有结果……”意气风发的少年怎会轻易言败,坚定地走下去才是正解。备赛期间,深夜的实验室里,他们不疾不徐地操作着仪器,一遍遍地测试,一次次地调试,“我们成功了!”赵一诺忍不住喊出声来,连白炽灯也振作了精神。“第一次真正地把糖度测出来,三四个月都一直没有解决的问题,在比赛前几天真的做出来了。”现在回想起来,他们依然兴奋不已。

在多次的实验中,队员们不断地精进装置与算法,卤素灯的选择、光纤的使用、外壳装置的一体式设计无不是深思熟虑的结果。在算法上,赛题要求测出黄元帅、糖心、红富士苹果三种苹果糖度值,他们便给每一个苹果量身定制了糖度方程。“我们一开始以为只要一个糖度方程就可以符合,但是后来发现红富士的糖度方程用在其他苹果时数据结果不是很理想,所以我们就想到了给每一种苹果拟合出每一个方程。”在追求数据准确度的过程中,他们不停地给自己提出更高的要求。

从得不出数据到成功测出苹果糖度值,从只想试试,到国家一等奖,所有“意外”都来源于认真的准备。哪怕是路演的时候,他们也从未放松,“我们是下午答辩,上午有一组问了一个专业性的问题,他们被问住了,我们也没有学过,就有点担心。”邱天衡介绍。作为答辩人的赵一诺自豪地说:“当天,老师盯着我们演示文档的某一个细节问了将近四分钟,由于我们对自己做的东西都很熟悉,所以没有被问倒,只能说白白担心了一场。”

“我们觉得挺有趣的,采集数据、记录数据,得到的糖度方程能够符合数据的变化,这些实验的过程很锻炼人,我们很享受整个过程。”“糖度测得队”异口同声地回答。

供稿:党委宣传部 新闻中心

作者:刘芊汐 李巧云 罗蓉

编辑:唐慧宇

责编:周南

审核:于英焕

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