2017年

物理系学生在清华大学第三十五届“挑战杯”竞赛中荣获佳绩

2017-04-25    点击:

物理系学生在清华大学第三十五届“挑战杯”竞赛中荣获佳绩

2017年4月9日下午,清华大学第三十五届“挑战杯”学生课外学术科技作品竞赛(以下简称“挑战杯”竞赛)终审在清华大学五教落幕。物理系同学在此次竞赛中表现突出,获得了1个特等奖、2个二等奖、2个三等奖,并且获得了“团体优胜杯”,为近年来的最好成绩。另外,由来自物理、工物、航院等院系的同学组成的“天格计划”学生团队,凭借项目“空间分布式引力波暴电磁对应体探测网”项目,成为获得特等奖的唯一一项团体作者项目。

在清华大学学生课外学术科技作品竞赛创办35周年之际,本届“挑战杯”在章程和评审细则上进行了改革,更加突出文理交融,鼓励交叉学科作品和团体作者作品参赛;取消传统的特等奖候选作品的答辩,代之以特等奖合议和挑战杯特奖分享会的全新模式,完善评审机制、发扬“挑战杯”的科创引领作用。本届“挑战杯”共收到来自全校31个院系的381件作品报名,为历年参赛院系最多的一次。本届竞赛作品分成机械控制、环保建设、能源化工、基础科学、信息技术A、信息技术B、人文社科A、人文社科B共6个类别8个分场进行答辩。共有来自清华30个院系的86件作品参加终审答辩。

特等奖项目聚焦

  • “自适应强化章鱼手”项目(物理系马艺妮)

该项目综合考虑刚性机器人与柔性机器人的优势和不足,模仿章鱼触手,从自适应出发,兼顾刚性和柔性,研制出一种新型机器人多指手——“自适应强化仿章鱼机器人手”,简称章鱼手。该手爪通过骨节结构的使用、刚性材料与柔性件的结合,实现了传统刚性和柔性机器人抓取优势的兼容:在保持抓持强度的基础上,实现了复杂形状物体的自适应包络抓取,结构灵活、控制简单,做到了刚中带柔,柔中有刚。章鱼手由基座和三个人工触手组成,每个人工触手又由一根人工肌肉和一条人工骨节串构成。每根人工肌肉由一个柔性件构成;每条人工骨节串由若干人工骨节串联而成,每个人工骨节由一个刚性链节构成,起到支撑人工触手和提高抓持强度的作用。该手爪核心原理是将流体挤压进柔性件内,柔性件发生收缩或伸长变形,带动各个骨节转动,直到骨节碰到物体,骨节停止转动,达到自适应包络抓持不同形状物体的目的。

  • “空间分布式引力波暴电磁对应体探测网”项目(物理系、工物系、航院、外文系等院系组成的团队)

    “天格计划”学生团队由来自物理系、工物系、航院和外文系等多个院系的30余名同学组成。工物系2013级本科生温家星任队长。物理系2013级本科生马司政、航院2014级本科生杨昊光和工物系2014级本科生杨东锌任小组组长,分别负责科学模拟论证、卫星平台和有效载荷等方面的工作。物理系毛淑德教授和天体中心冯骅教授是指导教师团队的成员。

    该项目的背景,源于LIGO首次探测到引力波。引力波探测未来会成为人类观测宇宙的新窗口,开启引力波天文的新时代。通过引力波,人们可以测量某些传统天文很难达到的精度和灵敏度,比如致密天体的质量、自旋等。但引力波天文必须和电磁波天文相结合,才能最大限度地提高人们对天体物理过程的认知。如何探测引力波暴的电磁对应体,成为目前天文学中的前沿课题。根据理论预言,中子星并和事件既可以产生引力波暴,又可以产生电磁波暴,两者的共同探测,会对短伽马射线暴的物理机制做出严格的限制。针对这一科学目标,“天格计划”应运而生。

    针对近邻宇宙中子星并和事件(短伽马射线暴)在伽马射线波段明亮且稀有的特点,该团队提出利用立方星平台搭载先进闪烁体探测器,通过卫星组网实现全天覆盖和有效定位的方案,即“天格计划”。该项目已完成了完整的科学论证设计报告,成功研制卫星原型系统,所得成果得到了相关领域专家的认可。团队将在目前的基础上争取后续支持,进一步推动项目发展。