点燃“黑科技”火种，江苏这些高校作品斩获“挑战杯”专项赛最高奖

近日，第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛“黑科技”专项赛评审结果出炉，99件作品评定为“星系”级作品、181件作品评定为“恒星”级作品、267件作品评定为“行星”级作品、330件作品评定为“卫星”级作品。其中，江苏各高校共有12件作品获得“恒星”级作品。这些获奖“黑科技”有哪些技术创新亮点？

聚焦生活痛点，发散创新闪光点

创新发明的灵感从何而来？在“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛“黑科技”专项赛中，不少作品从日常生活出发，研发可能具有颠覆性、超越性的创新成果。

“我们日常经常在实验室做PCR检测，做的时候发现加样步骤繁琐，既不安全，也浪费时间，更容易出错。”南京医科大学季明辉团队作品“用于烈性传染病快速筛查的微流控PCR芯片”斩获“黑科技”专项赛“星系”级作品。南京医科大学护理学院学生庄添驰告诉记者，通常情况下做传染病筛查时，样本的传染病有很多可能，需要多次重复操作。“团队就想到能否实现一次加样，同时检测多种传染病病原微生物。”基于微流控技术研发芯片，将样本保存液滴入芯片中，通过离心将样本均匀分散到不同的反应腔中，反应腔有各种检测靶病原微生物的独立设计的引物体系，即可快速筛查病原体。

从关注人本身的角度出发，用创新发明提高社会共融性。南京艺术学院项目“O-GLOVE——手语翻译智能手套”斩获“星系级”作品。团队指导教师陈光曦介绍，团队在日常生活中注意到，听障人士在社会交往中经常会遇到许多困难，久而久之容易与社会产生疏离感。对此，设计团队开始思考为“手语族”人士设计一款可实时转化手语和口语的可穿戴设备，以帮助听障人士获得更通畅便捷的沟通体验，提升生活信心。

着眼于未来，让看似不可能完成的事变成现实。在空中自由翱翔是人类长久以来的梦想。人类未来能否可以像鸟类一样“扑翼飞行”？获得“星系级”作品的淮阴工学院参赛项目“‘蜻’空万里——仿蜻蜓飞行器”聚焦人类遨游天空的梦想，取得创新性突破。参赛团队指导教师，淮阴工学院交通工程学院院长助理张锐介绍，自然界的蜻蜓拥有其他飞行生物无法比拟的飞行技巧，仅依靠两侧翅膀即可实现加减速、急转弯、悬停等机动飞行动作，为发明提供了灵感。

脑洞大开寻突破，严谨钻研求真知

在发明过程中，严谨、开放的科学思维，充满奇思妙想、脑洞大开的发明路径，坚持不懈、遇水搭桥的发明方法，是选手们顺利解决的关键。

在项目发明过程中，团队遇到难题简直是家常便饭。陈光曦坦言，手语翻译智能手套在手套硬件制作和手语数据库优化方面遭遇了不小困难。团队不断进行产品可用性测试，选择了兼具佩戴舒适型和使用耐久度的织物材质，结合传感器适配，在保证传感数据准确的前提下达到技术和体感的平衡。面对采集手语数据会发生不稳定的浮动的问题，尝试不同传感器硬件、不断迭代更新数据算法，最终让数据准确可用。

听起来似乎很简单的创意，从想法到实际应用，南医大团队陆续走过了十余年的时间。庄添驰感慨，试剂设备、不同传染病的识别、芯片研发，需要大量研发攻关工作，完成设计后还要做芯片材料筛选，收集样本测试。在学习常规护理操作或使用医疗器械的时候，他通常会多想一步，把发明创造的想法带到护理实践中，会考虑如何才能把技术做得更好，或减轻医护人员的操作负担、提高工作效率，更好保护人民健康。

如何依靠两侧翅膀差异扑动实现飞行器机动飞行？张锐介绍，当时团队成员对此深感头痛。团队成员对几种扑动机构进行了对比，通过仿真得到了扑动参数的对比数据，最后通过优化改进，终于确定下了翅膀扑动机构。“最后一个难题是如何安装，因为我们设计的飞行器零部件尺寸很小，对安装精度要求较高。最开始安装时由于精度较低，使得齿轮等传动部件运行不畅，之后通过设计安装夹具、定位装置，最终解决了这个难题。”

基于科学，改变未来

科学发明，最终在人类生活中得到应用，满足人们多元的使用需求。

“‘黑科技’是种子、是火花，不是不切实际的幻想，也不是点石成金的‘魔法’，它基于科学，改变现状。”张锐介绍，扑翼飞行器具有广阔的应用前景，小型扑翼飞行器可以用于航空摄影、交通监控、灾情监测、搜索救援、科普教学等任务，大型飞行器甚至可以载人飞行。“我们希望项目能够设计和研制出可以像鸟类和昆虫那样自由地在空中飞行的‘个人飞行器’，实现人类古老的飞行梦想。”

目前，“用于烈性传染病快速筛查的微流控PCR芯片”项目已经成功落地，在4家疾控单位投入使用，初步应用证明芯片在提高疾控人员筛查传染病的工作效率上表现良好。

“我们最终的目的，是让手也能‘说话’。听障人士出门用手语结合智能翻译手套就能与外界正常交流。”陈光曦说，项目的技术亮点在于软件和硬件的协同设计。软件方面，团队将来自手语的手势图像信息进行拆分，同时对手指、手腕和手部姿态等特征进行拆分、归类和重组，在软件中结合实时数据进行匹配，得到相对应的语词信息，再转化为语音信息输出。硬件方面，应用手套贴合实际的使用场景，结合多种传感设备协同，达到“手也会说话”的效果。

听障人士不仅可以通过智能翻译手套交流，未来还有望在手语教学等场景中应用。陈光曦说：“后续我们将进行产品进一步更新迭代，优化手语识别精度和语音转化功能。我们希望让更多特殊的人群能够感受到科学与人文带来的关怀，敞开听障人士渴望交流的世界大门。”

新华日报·交汇点记者 程晓琳 蒋明睿

图源受访者