优秀学生事迹 | 陶宏:攀峰做科研 创新志报国

攀峰做科研 创新志报国

回想十年前,我带着圆梦北理工的激动心情、父母家人的殷切期望和对大学生活的美好畅想走进校门。激动之外,迷茫也涌上心头:航空宇航专业学习内容和未来就业方向是什么?缤纷多彩的社团活动和科技竞赛如何取舍?“既然没有特定的爱好,为什么不突破自我尝试一下新事物呢”,带着新环境新改变的想法,在舍友的鼓励下,原本内向的我也勇敢的选择尝试,选择延河之星,在支教、拜访养老院等志愿活动中与各学院同学交流合作;选择实践部,学习组织校级活动;选择轮滑社,和小伙伴们一起在北湖在学校“刷街”……第一学年在丰富和忙碌的活动中以不出色的期末成绩告终。大二分班时看着身边同学都在各自的选择里认真奋斗且表现优秀,我突然开始反思:我学的是什么,我想学什么?

以赛促学,以学促用

经过一段时间的探索和多方咨询后,我在大二坚定地选择加入与专业方向更相关的宇航学院科技创新基地(航模队)。选翼型、画工图、切木板、组航模,认识和熟悉飞行器每一个零部件和成型过程。当飞机模型机翼蒙皮不正确产生扭矩导致飞机在空中螺旋坠机,当飞机机体强度不够在空中“腰斩”断裂,理论力学、结构力学、飞行器设计中的公式、专有名词等基础知识也变得具象和生动,成为指导模型结构迭代改进的有力支撑。

在航模队小伙伴团结努力之下,我们组如期进入2017年参加航空模型锦标赛限距载重空投科目决赛,比赛要求在飞机总重不超1千克条件下考核载重能力和水弹投放精度,尽管历经波折最后获得一等奖,但飞机飞行控制不稳定、依赖飞手投放水弹精度差的问题让我在对飞行器总体设计与控制知识有了更深的求知欲。彼时看到宇航学院无人飞行器自主控制实验室团队在国际无人系统和人工智能领域最顶级的赛事——MBZIRC2017“车载无人机精准降落控制”竞赛中赢得全球冠军,在获取保研资格后我毅然选择了该团队,学习无人机精准制导控制技术。

在林德福老师和宋韬老师的指导下,我依托实验室组建的“飞鹰”科技创新中心(飞鹰队),将所学专业知识应用到了“中航工业杯”、2020MBZIRC竞赛中。其中MBZIRC2020比赛科目要求多无人系统自主协作完成对空中入侵无人机和地面多威胁点的处置,赛事对城市复杂环境小目标的快速识别和精准拦截控制技术提出严苛考验。我负责对目标精准拦截控制算法的设计。在团队集中攻关一整年后,我们在国际赛场上以唯一满分的成绩战胜宾夕法尼亚大学、卡耐基梅隆大学等顶尖科研强校,获得全球冠军,也赢得了各国对中国队伍的关注和认可。

印象最深刻的是赛后一位来自弗吉尼亚理工学院的中国女留学生特意到中国队展区祝贺,“感谢你们代表中国夺冠,我感到非常自豪,谢谢你们!”,话音落下她深深地向五星红旗鞠了一躬。在2020年初的特殊时期,能赢得比赛和尊重,站在国际舞台上高举五星红旗和喊出“中国加油”的自豪感,让我对新时代青年的使命与担当有了更深的感悟,也坚定了我进一步深研前沿理论、报效祖国的决心。


研国家所需,攀学术高峰

20年我从硕士研究生转成博士研究生,作为学校建校80周年迎接的首批“80后”研究生新生,与bob手机在线登陆一起踏入新征程。站在这样一个崭新的起点,我不禁思考,该以怎样的姿态去诠释一名新时代“北理工人”,如何将个人发展和国家需求相结合。

2020年阿联酋设置MBZIRC竞赛源于中东油田受无人机袭击造成巨大损失后对无人机反制的迫切需求;在俄乌冲突中传统地面防御手段对轻小型无人机其防不胜防,“拦不住、拦不起”成了各国轻小型无人机反制技术的痛点问题。国内多个国防单位、科技部、公安等都明确提出了对轻小型无人机新型反制技术的急需。以服务国防急需为目标,我跟随导师与公安、国防等单位深入交流探讨后明晰了现有防御手段痛点问题和具体技术需求,提出“以机拦机、以群制群”的无人机反制新手段。

在国防迫切需求驱动下,我的博士课题围绕拦截无人机集群的多约束最优末制导方法开展研究,在控制领域顶级期刊上发表SCI期刊论文7篇,国际会议论文3篇,申请发明专利5项,获航空学会科学技术发明二等奖。然而,我深知理论知识从书架到货架仍面临着很大挑战,如何将“理论高效”技术落实到复杂真实环境中的“应用可靠”,国防装备应用中实现科技转化服务祖国,是我未来努力的重点方向。

在勇敢尝试和坚持奋斗中成长

回望十载求学之路,我作为负责人或主力参加过航空模型锦标赛、MBZIRC国际比赛、空军无人争锋、互联网+大学生创新创业竞赛等多个国内外高水平科技赛事,深度参与过多个重点科研项目,比赛、项目一个个结题,但是其中蕴含的科学问题和学术研究却没有终点,过程的经验和感悟也将伴我终生。

首先是抓住机遇、勇敢尝试。新时代国家给青年学习创造了很多机遇,学校也给我们提供了无限可能。不管是专注学术研究、实践工作、创新创业,都能在学校找到相关的组织团队,而我们要做的就是主动迈出第一步,同时给自己试错和聆听真我的机会。我一直相信e人找到合适的团队和空间也能i起来。从最开始需要舍友陪伴才去尝试、到道不同后独自试错、再到坚定方向后不畏前行,我也从跟随学长学姐参加比赛、到作为多人协同参加、再到主要负责人和独立带队参加比赛和项目,每一步自我突破和挑战之后的喜悦是我十载青春中最宝贵的回忆。勇敢突破自我也让我在求学期间获国际科创竞赛金银奖9项、省部级金银奖6项。此外,除了科研赛事,我也积极参与到党史学习青年宣讲、开学典礼发言分享、飞鹰队新生培训等多类型活动中,全面发展自身素养。

其次是敢于吃苦、坚持不懈。科研工作从不一帆风顺,如同我参加过的每一个比赛也都历经挫折和磨难,在晨光熹微时出发,在黑夜中车灯照射下争分夺秒,在寒冬中早68室外实验,在酷暑中暴晒两个月做测试……身体疲倦之外还会有科学问题未解决的精神重压。每个比赛的圆满结束离不开团队成员的坚持不懈与团结努力,而未真正圆满结束的比赛和项目却也反应了我们对问题本质的疏忽。

所以想跟大家分享的第三个感悟正是做科研需刨根问底、潜心钻研。21年我们参加无人争锋时无人机集群在任务过程中偶尔会发生中断问题,在检查优化导航和任务状态机系统后便以为问题解决了,首轮测试也在最短时间完成了最多架次的无人机精准对接,而在后续决赛飞行中却又出现了那个以为“解决了”的现象。那天一直等到其他团队都离开我们也没想清楚问题出在哪,就在大家垂头丧气以为就这样失败而归时,我们指导老师宋韬老师问大家:“就这样结束,过几天你们还会有动力解决这个问题吗?以后再遇到了造成更大影响会不会后悔现在没解决?”那天直到深夜,漆黑的场地上有一群打着手机灯光排查问题的同伴,最后带着发现问题现象未当场解决而错失冠军的遗憾和找到问题根源的释然结束了比赛。

我的故事只是许许多多北理工学子中平凡的故事,在此,希望各位同学们,找到适合的科研道路和方法,珍惜时光,努力拼搏,用创新续写你们的精彩故事,让求学路上的精彩瞬间见证你们勇敢逐梦、励志报国的青春誓言。

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