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工学院
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笃行科创逐智造 知行合一绽芳华——工学院机械工程系具身智能及高性能并联机床实验室育人纪实

新时代新工科建设纵深推进,智能制造、智能机器人、航天高端装备成为制造业转型升级、国家高端制造战略落地的核心赛道,行业急需兼具理论功底、工程实操、产业落地能力的复合型创新人才。汕头大学工学院机械工程系深耕OBE-CDIO工程教育模式,依托智能制造技术教育部重点实验室、广东省机器视觉智能检测装备工程技术研究中心、工学院-觅为机器人联合研发中心、工学院-洪昕德立联合实验室,组建了具身智能及高性能并联机床实验室。该实验室由机械工程系高长青老师负责,团队始终坚持早进实验室、早进课题、早进科研团队的本科生培养路径,构建课堂教学-纵向课题攻坚-企业横向研发-双创赛事孵化-产业落地对接全链条育人体系,持续挖掘、培育本科生科创潜力。

搭建全方位科研平台

分层培养夯实青年科研根基

高长青导师团队运营的具身智能与高性能并联机床实验室,长期聚焦空间变胞机械手、工业智能AGV、人形机器人、多足机器人协作系统等前沿领域,同步承接广东省自然科学基金纵向科研项目、大湾区企业横向产业化课题,为本科生打通从理论学习到工程实践的完整通道。团队建立全程导师一对一指导、项目分组协作、高低年级传帮带机制,面向全体机械、智能制造专业本科生开放实验室、科研项目、样机试制设备,鼓励低年级学生主动进组参与科研。针对本科生科研基础薄弱的特点,团队导师制定阶梯式培养方案,入门阶段安排文献阅读、三维建模、仿真分析等基础实训;能力提升阶段分配子课题任务,参与省级基金项目核心研究;成熟阶段独立负责横向项目结构设计、样机调试、商业宣讲等完整工作。

机械工程系2023级智能制造工程专业赵思宇同学,正是在实验室系统化培养下成长起来的优秀学生代表。2023年入学之初,赵思宇同学主动申请加入高长青老师科研团队。在两项广东省自然科学基金课题研究中,导师带领包含赵思宇在内的本科生小组攻关航天可展开机械手核心难题。针对空间机械手在轨振动大、构态切换卡顿等痛点,高长青老师牵头搭建多学科交叉研究框架,引导学生融合机械动力学、控制工程、能量分析法开展创新研究。赵思宇在导师指导下全程参与构型设计、动力学建模、仿真迭代与误差优化,协助团队创新引入能量分析方法重构理论模型,有效优化机械手能耗与运行稳定性。整个研究过程中,导师团队全程把控研究方向、拆解技术难点、指导论文与专利撰写,多名本科生同步参与实验、数据整理,在协同攻关中同步提升科研素养,赵思宇也在系统化培养中成长为课题组核心学生骨干。

产教融合、实战练兵

依托横向项目拓宽学生产业视野

实验室坚持科研服务产业、实践反哺学习,长期对接深圳洪昕德立、钜洋数控、立为精密、觅为机器人等大湾区智能制造企业,落地多项横向研发项目,为团队学生提供一线产业实战平台。高长青导师团队以企业真实技术需求为载体,把工业装备国产化、智能仓储、人形机器人、机器狗协作系统研发转化为本科生实践课题,让学生直面产业真实痛点,完成从图纸设计、样机试制到实地测试的全流程锻炼。在鸿蒙架构智能AGV、人形机器人、机器狗-机械臂协作系统三大横向项目中,导师团队划分专项学生小组,赵思宇作为小组核心成员,在导师指导下负责结构优化、运动控制调试、多机协同算法适配等关键工作。面对传统AGV交互弱、人形机器人运动不协调、多机器人协作精度不足等产业难题,团队定期组织研讨,联合企业工程师开展联合指导,带领学生反复迭代硬件结构与控制程序。


除技术研发外,导师团队主动拓展学生综合能力培养路径,带领学生赴大湾区合作企业走访座谈、参与项目汇报、商业路演与融资洽谈。团队鼓励学生作为项目主讲人,面向企业专家讲解自研装备技术优势、市场应用前景;支持学生参与千万级产业化项目对接,在实战中理解智能制造行业商业模式。赵思宇多次代表团队完成成果宣讲、商业洽谈,沟通表达、商业思维得到全方位锻炼,而这套“技术研发+产业对接”的培养模式,实验室每一位在校生均可参与,只要愿意投入实践,就能获得走出校园对接产业的宝贵机会。

以赛促创、以赛育人

科创赛事成为学生成长练兵场

团队将学科竞赛、创新创业大赛作为人才培养重要载体,依托实验室成熟在研项目,组建专项备赛小组,导师全程提供技术指导、商业策划打磨、路演培训,为本科生搭建科创成果转化、展示自我的平台,实现全员参与、梯队备赛。赵思宇牵头、团队多名高低年级同学共同参与的两大智能机器人项目,均成功获评广东省大学生创新创业大赛省级立项,其中“高性能机械臂-机械狗”项目顺利以良好等级结题;依托实验室智能仓储AGV项目参赛,先后斩获“挑战杯”工学院铜奖、校赛铜奖、省级银奖。同时,团队鼓励学生夯实制图、机械设计等专业基础,组织参赛第十九届“高教杯”先进成图大赛,多名学生斩获赛事奖项。在学业培养上,导师团队同步兼顾科研与课内学习,定期督促学生平衡课程学习与科研任务,引导学生以科研深化课堂知识,赵思宇凭借均衡的综合表现,获评学校综合三等奖学金。实验室形成良性科创氛围,高低年级学生组队协作参赛,获奖经验、项目资源内部共享,低年级同学可依托成熟项目快速上手,无需从零起步,大幅降低参赛门槛。在高长青导师统筹带领下,实验室持续产出高质量知识产权与学术成果,且团队坚持本科生同等参与专利、论文撰写,为升学、就业积累硬核成果。作为核心发明人,赵思宇参与多项国家发明专利申报,涵盖仿生四足越障机器人、单自由度爬行机器人、口腔内窥镜系统等;同时参与机械教育教改论文撰写,相关文章被核心期刊录用。

榜样引路

广纳青年学子共赴智造科创之路

赵思宇的成长,并非个例,而是汕头大学机械工程系具身智能与高性能并联机床实验室、高长青导师团队标准化、体系化育人模式的集中体现。实验室始终面向智能制造、机械设计制造及其自动化等相关专业学生敞开大门,无论大一新生还是高年级本科生,只要怀揣科创热情、愿意踏实钻研,均可申请加入团队。团队具备多重培养优势。科研平台完备:拥有机器人样机、仿真工作站、加工测试设备,覆盖空间机器人、工业移动装备、多足仿生机器人全方向研究。阶梯式培养体系:低年级零基础入门培训,中年级分配专项课题,高年级独立负责项目、参与企业对接,循序渐进提升能力。实践资源丰富:纵向基金、大湾区企业横向项目、各类双创赛事资源,提供专利、论文、竞赛、产业实习多重成长路径。发展前景广阔:研究方向紧扣国家高端装备、航天智造、工业机器人战略,成果可支撑保研、就业、创业多元发展。在团队氛围熏陶下,赵思宇严谨钻研、乐于分享,主动向低年级学弟学妹分享课题实操、竞赛备赛、专利撰写经验,带动身边同学走进实验室参与科创,成为实验室青年榜样。面对成长收获,她多次坦言,自己的进步离不开实验室完善的育人平台、高长青导师的悉心指导与团队伙伴的并肩协作。未来她将继续深耕智能机器人研发,推动技术产业化落地,同时也鼓励更多同学走进实验室,在科创实践中锤炼本领。

结语

青年有为,科创领航;平台为基,师者引航。高长青导师带领的具身智能与高性能并联机床实验室,以系统化、全周期的新工科育人模式,培育出赵思宇等一批兼具科研能力、工程素养、产业视野的优秀本科生,充分彰显汕头大学工学院产教融合、科创赋能的育人实效。下一步,实验室将持续扩大本科生招生培养规模,持续丰富机器人、高端装备领域科研课题,完善“教学-科研-实战-竞赛”一体化培养链条。实验室面向全校有志于智能制造、机器人研发的在校生发出邀约:欢迎加入高长青导师科研团队,依托实验室优质平台,在导师悉心指引、同伴携手共进中深耕前沿智造领域,以青春科创之力助力制造业转型升级,成长为支撑国家制造强国建设的复合型工科人才!

图文:高长青老师团队


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