隨著高等教育的發(fā)展、實驗教學改革的推進，高校對實驗儀器設備的需求不斷擴大，對儀器設備的功能、價格、針對性等方面均提出了新的要求。尤其對深圳技術大學這樣一所新興的應用型技術大學而言，與科技發(fā)展創(chuàng)新相配套的科研需求、與產業(yè)前沿需求相對標的人才培養(yǎng)要求，都決定了相應的實驗儀器設備不能只依賴于成套購買。
習近平總書記多次強調“可以探索搞揭榜掛帥，把需要的關鍵核心技術項目張出榜來，英雄不論出處，誰有本事誰就揭榜。”我校進一步深化改革創(chuàng)新舉措，善用“揭榜掛帥”機制，在《深圳技術大學自制實驗儀器設備管理辦法》的基礎上，制定《深圳技術大學科技項目“揭榜掛帥”實施方案（暫行）》，以解決問題成效為衡量標準，用“誰能干就讓誰干”競爭機制激發(fā)科研實驗技術人員的創(chuàng)新活力，加大本科生參與自制儀器項目的廣度、深度，使“距離遙遠、高深莫測”的研發(fā)過程變成“看得見、摸得著”的教學內容，使儀器設備自研自制成為新型應用型教育教學模式。
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、多棟學院樓等相繼投入使用。新的校園硬件到位，一方面能夠為師生提供更完善的校園服務，另一方面，也意味著更多管理與資源協(xié)調問題亟需解決。
2021年6月15日，學校發(fā)布首個“揭榜掛帥”自制實驗儀器設備項目“智慧校園體育場館管理系統(tǒng)”的“求賢令”，召集師生圍繞場館運營管理系統(tǒng)進行自主研發(fā)。經(jīng)過對用戶需求內容、開發(fā)風險等一系列問題的討論、溝通，學校信息中心王磊老師帶領費一凡、王加博、溫瑞琪、賴舒儀、王凱文、李采果6位同學，組成項目團隊，申報承擔“智慧校園體育場館管理系統(tǒng)”的研發(fā)任務。
研發(fā)工作于7月9日正式啟動，采用任務制和遠程在線的方式，協(xié)調解決團隊成員參與時間不同步的問題。項目團隊積極協(xié)調外部資源，臨時租借人臉識別設備和通道閘機搭建測試環(huán)境，保障了系統(tǒng)功能測試的有序進行。
“智慧體育館管理系統(tǒng)作為一個校級的web系統(tǒng)，在技術方案、項目架構方面比我們平常學習中遇到的練習項目更加具有挑戰(zhàn)性與實際意義，參與項目讓我清楚明白了書本上的知識與實踐如何結合。像是在數(shù)據(jù)表的設計上適當?shù)丶尤肴哂嘧侄危钥臻g換時間來提高數(shù)據(jù)庫查詢速度，我真的學到了不少有用的開發(fā)知識。”費一凡同學表示。
圖｜系統(tǒng)架構圖
項目在研發(fā)期間，經(jīng)歷了界面大版本設計細節(jié)調整3次，內部功能驗收、代碼審查十余次，在逐次修改過程中，項目組申請計算機軟件著作權5項。等疫情結束后，由學校師生自主研發(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。
解決實際問題，為疫情防控出力
從實際出發(fā)，解決現(xiàn)實中遇到的問題，這已成為深技大自制設備項目設立的常態(tài)。早在2020年初疫情爆發(fā)時，古樂野教授就帶領三名學生，在短短18天內完成了紅外熱像測溫儀的原理和方案設計、圖紙設計、物料采購以及裝置組裝等自研自制工作，為學校制成一批多功能紅外熱像測溫儀。
多功能紅外熱像測溫儀由“紅外攝像機+三腳架+計算機+黑體”組成，熱成像系統(tǒng)具有人體溫度異常音頻報警、非接觸式溫度測量（精確測量3米左右的溫度）、人工智能人臉檢測、多目標同時篩選、準確度為±0.3度、滿足初步發(fā)熱篩查要求等功能。該測溫儀無須工作人員操作，無須被測人員駐留，通過速度快。對體溫異常者、未戴口罩者，測溫儀會進行語音報警，后臺保存頭像。
這樣的測溫儀無疑成為了學校疫情防控工作的一大助力。在校園應用外，古樂野教授團隊還與企業(yè)合作了深圳市坪山區(qū)校園測溫儀項目，獲得坪山區(qū)應急管理局的青睞，及時為坪山區(qū)中小學提供50多套多功能紅外熱像測溫系統(tǒng)，為疫情初期的復課復學作出貢獻。
告別“高深莫測”，參與研發(fā)全過程
除了校園生活中實用的儀器設備外，自制實驗儀器設備項目團隊也同樣將目光投向教學科研前沿和重大產業(yè)需求，根據(jù)需求導向、問題導向，研制開發(fā)有針對性、創(chuàng)新性的儀器設備。
光學顯微技術對樣本損傷小、成像機制豐富，是生物醫(yī)學領域中必不可少的研究工具，然而傳統(tǒng)的光學顯微鏡受到光學衍射極限的限制，空間分辨率無法高于200nm，不利于對生物樣本的精細結構觀察。“可擴展快速結構光超分辨顯微成像系統(tǒng)”項目團隊正是從這一實際需求出發(fā)，以100mw的488nm和561nm激光器作為光源，對反射式空間光調制器進行編程，通過后期對混頻圖像的相位與頻率進行參數(shù)估計與圖像重構，將高頻信息移入光學傳遞函數(shù)的允許范圍內，打破光學衍射極限，提高了空間分辨率。項目組的一位本科生成員說：
圖｜可擴展快速結構光超分辨顯微成像系統(tǒng)實物圖
“可擴展快速結構光超分辨顯微成像系統(tǒng)”擁有高時間分辨率和高空間分辨率，適用于活細胞的長時間動態(tài)成像，同時，與市場中的商用設備相比，它的成本更低，模塊化的設計也使其具有豐富的擴展可能性，如擴展三維成像、非線性成像、光譜超分辨成像等，滿足更多的生物成像需求。相關科研成果已在Applied Sciences等國際期刊發(fā)表，申請發(fā)明專利1項，授權實用新型專利2項，軟件著作權1項。
圖｜結構圖案相位旋轉為π/3的肝細胞原始圖像
“自制實驗儀器設備”的開發(fā)，從立項之初，就是建立在透徹了解自身教學科研需求基礎上的應用型創(chuàng)新，它一方面帶動師生親身參與儀器設備研制、滿足學校教學科研需要，一方面以高校科研力量助推符合產業(yè)需求的新型儀器設備研發(fā)。由師生共同完成的自制儀器設備研制，對教師而言，有助于專業(yè)水平和科研能力提升，對學生而言，亦是一種創(chuàng)造性學習。
2021年，深圳技術大學自制實驗儀器設備項目立項50項，參與學生超過300人，資助總金額突破一千萬元，創(chuàng)下新高。立項項目的增長體現(xiàn)了我校師生對自制實驗儀器設備的熱切關注和踴躍參與，更傳達出我校破除“唯論文、唯獎項”的力度與堅決走應用型創(chuàng)新道路的決心。
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