建设一流本科

　　7月中旬，一个特殊的学期已经结束，航空航天学院“面向未来航空航天拔尖人才的科研育人”项目正如火如荼地进行着，经过一个月查阅文献了解国内外相关研究动态，同学们对各自的课题有了更深的认识。随着暑期到来，同学们有了更多课余时间通过各种线上线下途径与指导老师进行交流，开展更有效的科学研究，指导教师们也分别从科技写作、创新与专利申请培训、科研活动等方面给本科生们提供指导。

　　陈敏老师针对研究生、本科生创新能力不足，创新成果生产能力较弱的情况，面向航空航天学院新概念飞行器智能制造研究中心的40余位研究生，以及参与航空航天学院工程创新、大学生创新创业、科研育人项目的近10位本科生开展了“创新与专利申请网上培训”专题讲座。讲座一方面系统讲解了通过认识需求的发现，结合现有理论诠释未解的现象和对象行为，并建立理论框架与模型的基础理论创新方法，另一方面系统讲解了通过工程需求的发现，提出技术或产品解决方案，满足工程需求的工程创新方法，使同学们理解了创新的源泉在何处，在观念与方法上解决了创新如何着手的问题。在此基础上，通过头脑风暴法、TRIZ理论的讲解，使同学们明白了如何通过科学的方法提升创新的成功率与效率。最后，通过实例讲解了专利申请中的创新点产生、创新方案设计、创新点查新、专利申请书撰写、专利申请流程等知识，帮助同学们不仅能够切实着手去创新，而且能够实际产生创新成果。该讲座引导学生在“新工科”建设中学以致用，促进研究生、本科生通过认识与工程需求的发现，进入实质创新阶段，产生实际创新成果，实质性提升科研综合素质。该讲座还邀请了谢晓梅、魏明珠、杨芳、吴宏等老师参与，为后续专利成果的产出理顺了科研指导与成果管理专业化的关系，得到了各位老师的积极支持。

　　岳鹏老师带领同学们面向固定翼舰载无人机海基起飞降落能力较弱的科学问题，从“复杂水浪载荷下的船体非线性稳定分析方法”、“舰载固定翼无人机起落架配置优化设计方法”以及“复杂流体载荷下固定翼无人机着舰吸能结构优化方法”三个角度开展研究。固定翼舰载无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人固定翼飞行器，通常体量较小且无需考虑人员安全，可以广泛应用于海域侦察、巡逻、反潜和攻击等方面。但是固定翼飞行器起飞与降落阶段通常需要滑行跑道，考虑到海浪的非定常不稳定波动特性，船体通常会伴随波浪带给飞行器额外的激振力，造成固定翼无人舰载飞行器起飞与降落障碍。这个问题涉及到流体场、弹塑性场多场耦合求解以及控制响应等多个方面，目前严重制约了海基舰载固定翼无人机的应用与发展，因此受到了我国、美国、俄罗斯等国家的高度重视。

　　谢晓梅老师与魏明珠老师共同指导六名2018级本科同学参与国家自然科学基金与省科技计划支撑等项目，解决多机器人对环境自主探测问题。学生两人一组，分别研究其中的三个子问题，包括：基于IMU和视觉里程计融合的定位，动态环境下的移动机器人路径规划以及多机器人系统区域覆盖。由于疫情影响不能与学生面对面交流，两位老师采用定期举行视频会议的形式指导学生。从任务书下达、参考文献推荐、文献综述写作指导，到理论知识的讲解与答疑，每一个环节，都是学生与老师反复讨论修改的结果。在指导过程中，辛曙光和冉宇同学研究了前沿的视觉定位方法，并在家里开始进行仿真实验，对目前的方法有了深刻认识与理解；王嘉楠与杨梓霄同学在路径规划算法调研基础上，对算法进行归纳总结，针对实际问题提出了对应的全局和局部路径规划方法，并基于MATLAB平台进行了A*算法仿真验证；王旭与周伟杰同学研究多机器人覆盖的相关理论，为后续问题模型的建立打下基础。在科研育人项目的参与过程中，采用学生先探索老师再指导的方式，从而为学生提供一定的科研自由度，激发科研好奇心和培养批判性思维，对学生的想法进行锐化，实现让学生踏踏实实的走一趟科研之路的目的。

　　本科生马忠慧、孙大庆在方黎勇老师的指导下，参与了楼宇防疫消杀机器人的研制工作。其中，马忠慧主要参与了小车行径中的楼宇内相关字母、数字标识符的图像识别工作；孙大庆主要从事了基于深度学习的楼宇内相关场景识别，为小车行进过程中能够通过相关传感器数据，实现动态环境的感知。

李翔老师面向选择“电磁检测技术仿真的有限元方法研究”与“电磁超声信号降噪方法研究”的3位同学，开展了“电磁无损检测”专题研究。该研究从无损检测原理入手，让同学们理解电磁检测的机理，利用测试数据引申到数据驱动的诊断与预测，并以“电磁超声测厚”“巴克豪森应力表征”等实际科研课题展示理论应用。该研究将信号处理、统计机器学习等课程的知识点进行综合应用，并结合实验设计层层深入，引导学生思考学科背后的实际内涵。

　　为了培养同学们综合运用知识的能力，孟凡计老师结合小组成员的兴趣爱好，给所指导的小组布置了“电磁感应无线充电系统设计”课题。实施该项目旨在把《电路分析》《数字电路》《模拟电路》《信号与系统》以及《电磁场与电磁波》等相关课程中所学到的知识点进行综合运用，以实践的方式体现出来。该课题组的几位成员经过几个月的相关学习，目前已完成对LED灯进行无线充电系统电路的搭建和调试工作。

　　当前的目标跟踪算法依然面临着来自外部环境和目标自身的具有挑战性的干扰因素，如背景杂乱、遮挡、低照度、尺度变化、形变、运动模糊和快速运动等，孙彬老师以线下线上混合指导的方式，带领着杨轲、徐国尧等本科生围绕不同模态的数据之间互补特性分析，以及利用红外和可见光图像中目标的全局/局部的多种特征等方向，以小组定期交流前沿技术、专题论证等，提出基于“检测跟踪模型”的多模态数据融合跟踪算法。与单模态数据相比，多模态数据包含如深度、颜色、纹理及温度等多种特征信息，这些特征具有冗余性和互补性。信息融合技术应用在目标跟踪系统之中，将来自不同源的多种数据有机地结合起来，可提升跟踪算法的性能。

　　高灵敏度探测技术研究中心从科研项目中抽取共性科学问题作为学生的科研选题，鼓励学生积极探测新技术和新方法在工程领域的应用，鼓励学生根据问题展开自我学习和自我提升，根据学生课题制定专业的培养路线，激励学生利用数学模型和物理模型加快设计，通过组会讨论为学生答疑解惑和制定下一步工作计划。李睿达同学在羊恺老师的指导下，利用多物理场仿真软件探索低剖面的滤波天线在微纳卫星上的安装、运行和健康管理；聂世龙同学在陈鹏老师的指导下，探索地面监控站中微波接收系统如何利用高温超导薄膜实现高功率容量的大动态范围接收信号选频。

　　近年来，航空航天学院深入推进“新工科”教育教学改革，积极探索新工科育人范式从“基于工程科学的范式”到“基于工程实践的范式”的变革。从“本科拔尖才培养特区”计划，“鲲鹏计划——万户班”到“面向未来航空航天拔尖人才的科研育人”，形成了教学与科研、学工的深度融合机制，通过机制创新来保证拔尖人才培养的可持续性和长效性。

　　今年5月9日，航空航天学院“面向未来航空航天拔尖人才的科研育人”在线举行了第二期启动会。院长李辉向参会的同学们介绍了学校全面实施“新工科”教育教学改革的背景、学院实施科教融合和科研育人的举措，鼓励同学们积极参与并期待同学们取得收获。随后，邹焕老师介绍了学院科研育人项目进展以及流程。

　　由于疫情的原因，科研育人项目第二期的学生纳新全程在线进行。老师网上发布项目信息后，同学们通过加入责任老师的项目讨论群，通过线上面试、双选等一系列互动，最终选出了40名同学参与本期项目。