最近，由共青團中央、中國科協、教育部、全國學聯、江蘇省人民政府主辦，蘇州大學和蘇州工業園區管委會共同承辦的第十三屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽決賽在蘇州開幕，400多所高校的1000多件作品進入終審決賽。揚子晚報記者在現場發現，大學生們的科技作品不僅充滿奇思妙想而且相當實用。
武當派
太極拳八卦拳 以柔克剛以靜制動
蘇大的“蛇”機器人能“鉆腸”
形態各異的“機器人”絕對是近年來“挑戰杯”的奪獎熱門。在去年的第12屆“挑戰杯”上，蘇大的一條“毛毛蟲”機器人一舉獲得特等獎，這條“毛毛蟲”最擅長鉆管道檢查裂縫，今年蘇大的參賽作品之一則是一條擅長鉆腸道的“蛇”。揚子晚報記者在現場看到，這條“蛇”直徑12毫米、長約60厘米，前端安裝有高分辨率的攝像頭，擁有的LED高亮度照明光源能夠解決腸道內光線不足的問題。在軟件或手動操控下，機器人能夠根據人體結腸彎曲狀況靈活主動地彎曲，操作人員可通過彩色液晶顯示器看到攝像頭采集到的圖像，實時觀察腸道的內部情況。
“在目前結腸內窺鏡檢查中，內窺鏡進入腸道后，只能通過操作部的旋鈕控制前端的導向段轉向，后端的鏡體部分通過與腸道壁接觸產生擠壓力被動彎曲，容易對腸道軟組織造成損傷，甚至會造成腸道壁‘穿孔’。而我們的這條‘蛇’一共由5段組成，后面4段也能按照第一段的軌跡自如行走。這其實是從‘蛇’的關節中獲得的靈感，因為蛇的關節短小、數量多，所以能夠靈活彎曲地運動。我們用一個個僅4.2毫米的小圓筒串起來成為‘蛇’關節，又從章魚觸手上得到了啟發，利用極細的繩索在金屬管內部進行牽引，使得單關節段彎曲角度可以達到221度，彎曲半徑達4厘米。正是因為機器人像蛇一樣有了這么多的關節段，所以能夠在復雜的腸道中十分靈活自如地主動彎曲，實現無痛感檢查。”項目組成員、蘇大機電工程學院大四的馮笑笑介紹說。
少林派
金鐘罩鐵布衫 少林硬功金剛不壞
北航“貓”機器人永遠摔不“死”
都說貓有九條命，那是因為貓在下落時腰部能調整姿態，最終四肢著陸從而降低傷害。北京航空航天大學的一支7人學生團隊就運用這一原理研發了仿生機器人。“目前跑跳攀爬類仿生機器人多模仿動物的四肢動作，而忽略了腰部結構的功能設計，因此仿生機器人面臨著在摔落、跌倒等緊急情況下姿態調整的難題。”北航飛行器設計專業大四學生藍磊介紹，他們通過對貓自由下落時對腰部結構調整姿態的研究，設計制作了仿貓自由下落轉體的仿生機器人樣機。
揚子晚報記者現場看到，這個長約40厘米、高約10厘米的裝置看著并不起眼，但把它從半空中拋下，仿生機器人的腰部會自動調節，最終安全著陸。“這個項目可以運用于機器人的防摔設計，如低空投放時，裝上該著陸裝置，就可以實現定向著陸而不用擔心損壞。”
峨眉派
峨眉拳術天下奇 伸縮開合變化自如
“細胞”機器人能變出不同造型
細胞通過分裂和分化形成不同的組織，進而形成生命體。受此啟發，北京航空航天大學的學生開發了細胞機器人系統。細胞機器人由每個外形以及內部機械結構完全相同的細胞單體構成，通過“增殖”和“分化”構成細胞組合體。
記者在現場看到，細胞機器人一個個猶如細胞單體的六面體通過任意組建，一會呈蟲形形體，一會又可變為雙足形態、四足形態，在地面上行走自由。和丹麥大學、美國USC、清華大學等研發的機器人有2個連接面相比，北航研發的細胞機器人連接面有6面，轉軸夾角也由90度升級為35度，行動起來更加自由便捷。
據研發團隊負責人楊健勃介紹，在航天領域中，由于受運載火箭載重量及經濟性的考慮，無法將各種功能的機械臂都運送到太空中執行任務，而細胞機器人系統可以根據不同的任務變換構型。同時細胞機器人系統由于其模塊化設計，修復本領很強，某一模塊發生故障時，只需用新模塊替換即可。“細胞機器人在現代化工業生產中可組裝成適應不同產品的機械臂，在抗震救災任務中可改變構型以適應不同環境。”
華山派
獨孤九劍 以快制敵精妙絕倫
這款3D實時掃描儀全世界最快
3D打印技術正在蓬勃興起。不過現有的3D掃描儀多是針對靜態物體和場景，掃描時物體需要保持靜止狀態，存在著巨大的限制，針對動態場景的三維掃描是一個技術難點。一群來自西安交通大學的本科生和研究生研制出了一種高精度全場3D實時掃描儀，可測量高達每秒100米(高鐵速度)高速運動和變化的物體。
團隊成員楊濤是09級機械工程專業的學生，他告訴揚子晚報記者，他們研發的產品，采用三頻彩色光柵投影和二維經驗模式分解技術，只需要單幅曝光就可以實現動態物體和場景的三維重建。“它可以掃描運動速度高達100m/s的物體，實時重建速度達到25幀每秒，深度分辨率高達0.01mm，是目前公開資料中最快的3D掃描儀之一，同時還具有很高的精度。”
據介紹，該產品具有廣闊的市場應用前景，可被應用于逆向工程、科學試驗、生物醫療、機器視覺、在線檢測等領域。比如對模特的3D重建可以為動漫、游戲、影視角色建模提供原型，降低成本。此外，對人體的面部表情和動作的實時捕捉，也為3D電影提供更大的方便。據悉，該產品已經成功獲得發明專利，并且得到工程院院士盧秉恒的專家推薦。
節能創意
電梯中多余的“電”還能存起來
電梯也會浪費電？答案是肯定的。因為根據電梯的工作原理，除了要用電還會自身“發電”，一般是在電梯里人特別多的情況下下行或人特別少的情況下上行時會“發電”，可惜的是，發的電并不能利用，反而必須轉換成熱能盡快消耗掉，不然會造成危險，這其實是一種極大的浪費。南京理工大學自動化學院研二的袁路帶領的團隊就“奇思妙想”了一個省電絕招——制作一個超級電容節能控制系統，它能把電梯發的電儲存起來，然后再用到其他地方，比如照明，或者再次回歸到電梯用電上。在展覽現場，記者看到這個神奇的“存電系統”也就差不多一個小行李箱大小。直接把它裝進現有的電梯控制柜里，就能儲電了，可以實現節能20%左右。
擔心手機沒電？貼張太陽能薄膜
說到太陽能電池，你總會聯想到一塊笨重的、硬硬的材料。不過昨天蘇大的展臺前，納米科技學院研三的袁建宇卻拿出一張透明的塑料薄膜，告訴記者，這就是太陽能電池。仔細觀察，會發現這張透明的塑料薄膜上印有一層薄薄的化學物質。“可別小看了這層100納米厚度的薄膜，就是依靠它才能吸收到太陽能，再轉換成電能。”袁建宇說，這層化學涂層正是這款新型太陽能電池的核心。因為又薄又軟，以后出門你只要在手機背面貼一層薄膜，只要有太陽就能隨時為手機充電；出門旅行，當然你也可以把它貼在包上，邊走邊充電。
記者觀察
第13屆“挑戰杯”創下多項新紀錄
昨晚，第13屆“挑戰杯”競賽在蘇州工業園區開幕。本屆競賽開創了自1989年創辦以來的多項新紀錄：第一次由省屬“211工程”高校承辦；第一次在地級市舉辦；第一次采用校地合作的承辦模式，是產學研協同創新的深度延伸。
據悉，“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽素有中國大學生學術科技“奧林匹克”盛會的美譽。自1989年在清華大學舉辦首屆“挑戰杯”以來，已經先后有浙江大學、上海交通大學、武漢大學、復旦大學、南開大學等12所知名高校承辦這一盛大賽事，目前已發展成為全國規模最大、最具影響力的大學生科技創新賽事。
本屆挑戰杯自今年3月啟動以來，全國近2000所高校開展了校級競賽，向“挑戰杯”官方網站報備了近2萬件作品。經過省級比賽、全國復審，最終440所高校的1135件作品進入終審決賽。港澳地區14所大學的59件作品將一并參賽參展，有5000多人現場觀摩決賽賽事，賽程6天。
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