隨著高等教育的發(fā)展、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的推進(jìn)，高校對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的需求不斷擴(kuò)大，對(duì)儀器設(shè)備的功能、價(jià)格、針對(duì)性等方面均提出了新的要求。尤其對(duì)深圳技術(shù)大學(xué)這樣一所新興的應(yīng)用型技術(shù)大學(xué)而言，與科技發(fā)展創(chuàng)新相配套的科研需求、與產(chǎn)業(yè)前沿需求相對(duì)標(biāo)的人才培養(yǎng)要求，都決定了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備不能只依賴于成套購(gòu)買。
習(xí)近平總書記多次強(qiáng)調(diào)“可以探索搞揭榜掛帥，把需要的關(guān)鍵核心技術(shù)項(xiàng)目張出榜來(lái)，英雄不論出處，誰(shuí)有本事誰(shuí)就揭榜。”我校進(jìn)一步深化改革創(chuàng)新舉措，善用“揭榜掛帥”機(jī)制，在《深圳技術(shù)大學(xué)自制實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備管理辦法》的基礎(chǔ)上，制定《深圳技術(shù)大學(xué)科技項(xiàng)目“揭榜掛帥”實(shí)施方案（暫行）》，以解決問(wèn)題成效為衡量標(biāo)準(zhǔn)，用“誰(shuí)能干就讓誰(shuí)干”競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制激發(fā)科研實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的創(chuàng)新活力，加大本科生參與自制儀器項(xiàng)目的廣度、深度，使“距離遙遠(yuǎn)、高深莫測(cè)”的研發(fā)過(guò)程變成“看得見、摸得著”的教學(xué)內(nèi)容，使儀器設(shè)備自研自制成為新型應(yīng)用型教育教學(xué)模式。
從身邊事著手，校園生活“聽我的”
去年，深技大一期校園正式落成，圖書館、體育館、多棟學(xué)院樓等相繼投入使用。新的校園硬件到位，一方面能夠?yàn)閹熒峁└晟频男@服務(wù)，另一方面，也意味著更多管理與資源協(xié)調(diào)問(wèn)題亟需解決。
2021年6月15日，學(xué)校發(fā)布首個(gè)“揭榜掛帥”自制實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備項(xiàng)目“智慧校園體育場(chǎng)館管理系統(tǒng)”的“求賢令”，召集師生圍繞場(chǎng)館運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)進(jìn)行自主研發(fā)。經(jīng)過(guò)對(duì)用戶需求內(nèi)容、開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)等一系列問(wèn)題的討論、溝通，學(xué)校信息中心王磊老師帶領(lǐng)費(fèi)一凡、王加博、溫瑞琪、賴舒儀、王凱文、李采果6位同學(xué)，組成項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，申報(bào)承擔(dān)“智慧校園體育場(chǎng)館管理系統(tǒng)”的研發(fā)任務(wù)。
研發(fā)工作于7月9日正式啟動(dòng)，采用任務(wù)制和遠(yuǎn)程在線的方式，協(xié)調(diào)解決團(tuán)隊(duì)成員參與時(shí)間不同步的問(wèn)題。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)積極協(xié)調(diào)外部資源，臨時(shí)租借人臉識(shí)別設(shè)備和通道閘機(jī)搭建測(cè)試環(huán)境，保障了系統(tǒng)功能測(cè)試的有序進(jìn)行。
“智慧體育館管理系統(tǒng)作為一個(gè)校級(jí)的web系統(tǒng)，在技術(shù)方案、項(xiàng)目架構(gòu)方面比我們平常學(xué)習(xí)中遇到的練習(xí)項(xiàng)目更加具有挑戰(zhàn)性與實(shí)際意義，參與項(xiàng)目讓我清楚明白了書本上的知識(shí)與實(shí)踐如何結(jié)合。像是在數(shù)據(jù)表的設(shè)計(jì)上適當(dāng)?shù)丶尤肴哂嘧侄危钥臻g換時(shí)間來(lái)提高數(shù)據(jù)庫(kù)查詢速度，我真的學(xué)到了不少有用的開發(fā)知識(shí)。”費(fèi)一凡同學(xué)表示。
圖｜系統(tǒng)架構(gòu)圖
項(xiàng)目在研發(fā)期間，經(jīng)歷了界面大版本設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)調(diào)整3次，內(nèi)部功能驗(yàn)收、代碼審查十余次，在逐次修改過(guò)程中，項(xiàng)目組申請(qǐng)計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)5項(xiàng)。等疫情結(jié)束后，由學(xué)校師生自主研發(fā)的這套“智慧校園體育館管理系統(tǒng)”將在體育館的游泳館中率先啟用。
解決實(shí)際問(wèn)題，為疫情防控出力
從實(shí)際出發(fā)，解決現(xiàn)實(shí)中遇到的問(wèn)題，這已成為深技大自制設(shè)備項(xiàng)目設(shè)立的常態(tài)。早在2020年初疫情爆發(fā)時(shí)，古樂(lè)野教授就帶領(lǐng)三名學(xué)生，在短短18天內(nèi)完成了紅外熱像測(cè)溫儀的原理和方案設(shè)計(jì)、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、物料采購(gòu)以及裝置組裝等自研自制工作，為學(xué)校制成一批多功能紅外熱像測(cè)溫儀。
多功能紅外熱像測(cè)溫儀由“紅外攝像機(jī)+三腳架+計(jì)算機(jī)+黑體”組成，熱成像系統(tǒng)具有人體溫度異常音頻報(bào)警、非接觸式溫度測(cè)量（精確測(cè)量3米左右的溫度）、人工智能人臉檢測(cè)、多目標(biāo)同時(shí)篩選、準(zhǔn)確度為±0.3度、滿足初步發(fā)熱篩查要求等功能。該測(cè)溫儀無(wú)須工作人員操作，無(wú)須被測(cè)人員駐留，通過(guò)速度快。對(duì)體溫異常者、未戴口罩者，測(cè)溫儀會(huì)進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警，后臺(tái)保存頭像。
這樣的測(cè)溫儀無(wú)疑成為了學(xué)校疫情防控工作的一大助力。在校園應(yīng)用外，古樂(lè)野教授團(tuán)隊(duì)還與企業(yè)合作了深圳市坪山區(qū)校園測(cè)溫儀項(xiàng)目，獲得坪山區(qū)應(yīng)急管理局的青睞，及時(shí)為坪山區(qū)中小學(xué)提供50多套多功能紅外熱像測(cè)溫系統(tǒng)，為疫情初期的復(fù)課復(fù)學(xué)作出貢獻(xiàn)。
告別“高深莫測(cè)”，參與研發(fā)全過(guò)程
除了校園生活中實(shí)用的儀器設(shè)備外，自制實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)也同樣將目光投向教學(xué)科研前沿和重大產(chǎn)業(yè)需求，根據(jù)需求導(dǎo)向、問(wèn)題導(dǎo)向，研制開發(fā)有針對(duì)性、創(chuàng)新性的儀器設(shè)備。
光學(xué)顯微技術(shù)對(duì)樣本損傷小、成像機(jī)制豐富，是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中必不可少的研究工具，然而傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡受到光學(xué)衍射極限的限制，空間分辨率無(wú)法高于200nm，不利于對(duì)生物樣本的精細(xì)結(jié)構(gòu)觀察。“可擴(kuò)展快速結(jié)構(gòu)光超分辨顯微成像系統(tǒng)”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)正是從這一實(shí)際需求出發(fā)，以100mw的488nm和561nm激光器作為光源，對(duì)反射式空間光調(diào)制器進(jìn)行編程，通過(guò)后期對(duì)混頻圖像的相位與頻率進(jìn)行參數(shù)估計(jì)與圖像重構(gòu)，將高頻信息移入光學(xué)傳遞函數(shù)的允許范圍內(nèi)，打破光學(xué)衍射極限，提高了空間分辨率。項(xiàng)目組的一位本科生成員說(shuō)：
圖｜可擴(kuò)展快速結(jié)構(gòu)光超分辨顯微成像系統(tǒng)實(shí)物圖
“可擴(kuò)展快速結(jié)構(gòu)光超分辨顯微成像系統(tǒng)”擁有高時(shí)間分辨率和高空間分辨率，適用于活細(xì)胞的長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)態(tài)成像，同時(shí)，與市場(chǎng)中的商用設(shè)備相比，它的成本更低，模塊化的設(shè)計(jì)也使其具有豐富的擴(kuò)展可能性，如擴(kuò)展三維成像、非線性成像、光譜超分辨成像等，滿足更多的生物成像需求。相關(guān)科研成果已在Applied Sciences等國(guó)際期刊發(fā)表，申請(qǐng)發(fā)明專利1項(xiàng)，授權(quán)實(shí)用新型專利2項(xiàng)，軟件著作權(quán)1項(xiàng)。
圖｜結(jié)構(gòu)圖案相位旋轉(zhuǎn)為π/3的肝細(xì)胞原始圖像
“自制實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備”的開發(fā)，從立項(xiàng)之初，就是建立在透徹了解自身教學(xué)科研需求基礎(chǔ)上的應(yīng)用型創(chuàng)新，它一方面帶動(dòng)師生親身參與儀器設(shè)備研制、滿足學(xué)校教學(xué)科研需要，一方面以高校科研力量助推符合產(chǎn)業(yè)需求的新型儀器設(shè)備研發(fā)。由師生共同完成的自制儀器設(shè)備研制，對(duì)教師而言，有助于專業(yè)水平和科研能力提升，對(duì)學(xué)生而言，亦是一種創(chuàng)造性學(xué)習(xí)。
2021年，深圳技術(shù)大學(xué)自制實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備項(xiàng)目立項(xiàng)50項(xiàng)，參與學(xué)生超過(guò)300人，資助總金額突破一千萬(wàn)元，創(chuàng)下新高。立項(xiàng)項(xiàng)目的增長(zhǎng)體現(xiàn)了我校師生對(duì)自制實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的熱切關(guān)注和踴躍參與，更傳達(dá)出我校破除“唯論文、唯獎(jiǎng)項(xiàng)”的力度與堅(jiān)決走應(yīng)用型創(chuàng)新道路的決心。
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