有那么一群人,把自己一生中大部分時(shí)間都用在了學(xué)習(xí)、研究和發(fā)明上,你可以叫他們科學(xué)家,也可以稱他們?yōu)榘l(fā)明家。就像是愛迪生、諾貝爾、鄧稼先等。
當(dāng)然,科學(xué)家、發(fā)明家并不常見,但在現(xiàn)實(shí)生活中,還存在著一群將自己的奇思妙想付諸實(shí)現(xiàn)的牛人們,他們正在用自己的想法以及成果來改變?nèi)藗兊墓ぷ饕约吧罘绞健?/p>
英特爾國際科學(xué)與工程大獎(jiǎng)賽(Intel International Science and Engineering Fair,簡稱“ISEF”)是世界上最大的中學(xué)科學(xué)研究競賽之一,這項(xiàng)活動(dòng)旨在鼓勵(lì)全球數(shù)百萬學(xué)生勇于創(chuàng)新,并且激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的熱情,其實(shí)腦洞與現(xiàn)實(shí)的距離并不遙遠(yuǎn)。
在這之中,有42名來自中國大陸、香港和澳門的中學(xué)生。
接下來就一起來看一下中國選手在本屆Intel ISEF上,有哪些新的項(xiàng)目與成果展示:
很難想象,一名面臨高考的高三學(xué)生會(huì)對石油化工廠的爆炸產(chǎn)生興趣。劉果夫來自北京市第八中學(xué),他表示大部分石油化工廠的爆炸原因是安全檢測不到位,他的項(xiàng)目可以更快捷、準(zhǔn)確地對石油化工廠進(jìn)行檢測,并且很容易上手,造價(jià)也更低廉。
來自廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)的李卓瑞帶來的是“有機(jī)廢物巧制生物炭”,該項(xiàng)目用微波的方法,把收集起來的有機(jī)廢物作為能源來制作生物炭,可以有效地減少二氧化碳的排放,生物炭也適用于土地利用,還有一些水體的吸附實(shí)驗(yàn)。據(jù)李卓瑞表示,圍繞該項(xiàng)目已經(jīng)申請了兩項(xiàng)專利發(fā)明。
圖片上這個(gè)瘦高的男生是王泰戈,來自華東師范大學(xué)第二附屬中學(xué)。他的作品功能與空氣凈化器類似,不同于傳統(tǒng)空氣凈化器的活性炭物理吸附方法,他改變了里面的結(jié)構(gòu),采用了鹽的化學(xué)電解達(dá)到吸附甲醛的目的,這個(gè)產(chǎn)品主要組成是一塊英特爾伽利略主板與一罐鹽,而且這個(gè)解決方案非常的廉價(jià),據(jù)王泰戈透露,已經(jīng)有國內(nèi)的廠商表示出對該項(xiàng)目的興趣,有望把這個(gè)產(chǎn)品推向市場。
在人們的印象中,病毒應(yīng)該是醫(yī)生們研究的課題,而來自北京市第四中學(xué)的楊健釗卻把病毒當(dāng)成了參賽項(xiàng)目。他表示,布尼亞病毒有一個(gè)特點(diǎn),就是有一個(gè)特殊的核蛋白,核蛋白會(huì)跟自身的RNA結(jié)合,而他就找到一種物質(zhì),與RNA競爭并且達(dá)到與核蛋白解恨的目的,讓布尼亞病毒失去效力。
來自福州第三中學(xué)的孔祥洲帶來的是永磁原理汽車制動(dòng)能量再生器研究,該項(xiàng)目減少了汽車剎車時(shí)的油耗,達(dá)到了節(jié)能減排的目的。他表示,裝置會(huì)將汽車剎車時(shí)的能量儲(chǔ)存起來,當(dāng)汽車加速時(shí)將能量在釋放出來。
這位高大帥氣的學(xué)生黃逸然來自北京順義國際學(xué)校,他的作品可以理解為一個(gè)電腦的程序,這個(gè)程序可以自動(dòng)的識(shí)別和找到醫(yī)療圖像內(nèi)的病變部位,醫(yī)生不需要把大部分時(shí)間花在看圖像(圖像一般很大,需要仔細(xì)排查)上,另外還使用機(jī)器學(xué)習(xí)的算法讓機(jī)器自動(dòng)識(shí)別,看看在圖像里到底存在著什么排斥級(jí)別(主要是心臟移植)。
這個(gè)稍顯害羞的女孩林佳寧來自中國人民大學(xué)附屬中學(xué),她帶來的作品是智能手機(jī)大氣能見度測量方法。據(jù)林佳寧介紹,這個(gè)項(xiàng)目的靈感來自于2014年北京的霧霾天氣,能見度是一個(gè)非常重要的空氣質(zhì)量指標(biāo),用戶通過她開發(fā)的手機(jī)APP拍攝天空的照片,用公式的方法來計(jì)算出能見度,誤差在兩公里到三公里之內(nèi)。
北京師范大學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)中學(xué)楊可涵的作品是基于Wi-Fi控制的爬壁偵察機(jī)器人,Wi-Fi在生活中是一項(xiàng)常用的技術(shù),利用Wi-Fi技術(shù),通過手機(jī)APP連接機(jī)器人,并且對它進(jìn)行操作。這個(gè)機(jī)器人的不同之處在于,它可以吸附墻面行走,并且有一定的過障能力;而且機(jī)器人機(jī)身設(shè)有攝像頭,圖像可同步傳輸?shù)紸PP中。據(jù)楊可涵表示,控制范圍為50-100米。
來自山東實(shí)驗(yàn)中學(xué)的郝若塵帶來的是蝙蝠仿真耳對空間目標(biāo)定位的研究,他使用了與蝙蝠的肉體具有最接近的值的光敏樹脂作為材料,把蝙蝠頭部掃描并且利用3D打印技術(shù)打印出來了模型,可以隨意設(shè)定對照組,這也解決了困擾蝙蝠學(xué)者長達(dá)30年的疑問,該研究項(xiàng)目可以被廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)智能天線以及最新一代的動(dòng)態(tài)雷達(dá)。
一名優(yōu)秀的科學(xué)家不是一蹴而就的,他們通常需要有超脫常人的想法和堅(jiān)持不懈努力,這兩者缺一不可。英特爾國際科學(xué)與工程大獎(jiǎng)賽恰恰為這些有理想、追求的學(xué)生提供了一個(gè)展示的平臺(tái),讓他們手中的發(fā)明被更多人看到,或許,下一個(gè)偉大的科學(xué)家或發(fā)明家就會(huì)在他們之中產(chǎn)生。
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新加坡國立大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了SPIRAL框架,通過讓AI與自己對弈零和游戲來提升推理能力。實(shí)驗(yàn)顯示,僅訓(xùn)練AI玩簡單撲克游戲就能讓其數(shù)學(xué)推理能力提升8.6%,通用推理提升8.4%,且無需任何數(shù)學(xué)題目作為訓(xùn)練材料。研究發(fā)現(xiàn)游戲中的三種推理模式能成功轉(zhuǎn)移到數(shù)學(xué)解題中,為AI訓(xùn)練提供了新思路。
同濟(jì)大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的GIGA-ToF技術(shù)通過融合多幀圖像的"圖結(jié)構(gòu)"信息,創(chuàng)新性地解決了3D相機(jī)噪聲問題。該技術(shù)利用圖像間的不變幾何關(guān)系,結(jié)合深度學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)優(yōu)化方法,在合成數(shù)據(jù)集上實(shí)現(xiàn)37.9%的精度提升,并在真實(shí)設(shè)備上展現(xiàn)出色泛化能力,為機(jī)器人、AR和自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域提供更可靠的3D視覺解決方案。
伊利諾伊大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)通過對比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),經(jīng)過強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練的視覺語言模型雖然表現(xiàn)出"頓悟時(shí)刻"現(xiàn)象,但這些自我糾錯(cuò)行為并不能實(shí)際提升推理準(zhǔn)確率。研究揭示了AI模型存在"生成-驗(yàn)證差距",即生成答案的能力強(qiáng)于驗(yàn)證答案質(zhì)量的能力,且模型在自我驗(yàn)證時(shí)無法有效利用視覺信息,為AI多模態(tài)推理發(fā)展提供了重要啟示。
MIT等頂尖機(jī)構(gòu)聯(lián)合提出SparseLoRA技術(shù),通過動(dòng)態(tài)稀疏性實(shí)現(xiàn)大語言模型訓(xùn)練加速1.6倍,計(jì)算成本降低2.2倍。該方法使用SVD稀疏性估計(jì)器智能選擇重要計(jì)算部分,在保持模型性能的同時(shí)顯著提升訓(xùn)練效率,已在多個(gè)任務(wù)上驗(yàn)證有效性。