清华大学在第十七届全国“挑战杯”竞赛中取得佳绩
4月12日，第十七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛(以下简称“挑战杯”竞赛)闭幕。清华大学代表队在主体赛获特等奖2项、一等奖1项、二等奖1项、三等奖2项，在“揭榜挂帅”专项赛获特等奖1项，在黑科技专项赛中获“恒星”级作品1项、“行星”级作品1项，学校荣获“优胜杯”和“优秀组织奖”。
出征动员会
刘亦晖作为特等奖获奖代表在第十七届“挑战杯”竞赛闭幕式发言
“挑战杯”竞赛以“崇尚科学、追求真知、勤奋学习、锐意创新、迎接挑战”为宗旨，每两年举办一届，是国内规模最大、规格最高、影响范围最广的综合性学生学术科技创新赛事，被誉为当代大学生科技创新的“奥林匹克”盛会。第十七届“挑战杯”竞赛由共青团中央、中国科协、教育部、中国社科院、全国学联和四川省人民政府主办，四川大学承办。清华大学高度重视“挑战杯”竞赛的育人价值，将其作为拔尖创新人才培养的重要载体，依托学生科技创新工作体系，组织指导教师、专家学者、学生骨干积极备赛，为参赛选手提供全过程指导和全方位支持。
赛前全要素演练
终审决赛答辩现场
由于疫情原因，本届“挑战杯”竞赛终审决赛以线上方式进行。在终审环节，清华大学先前入围主体赛决赛的4个作品发挥出色，数理类作品《“天格计划”二号卫星载荷标定与在轨科学观测》、能源化工类作品《高性能锂硫电池正极活性电解液添加剂的开发》获得特等奖，信息技术类作品《面向人工智能应用的新型忆阻器机理、算法及电路研究》获得一等奖，生命科学类作品《基于视觉伺服和混合控制的自主插管机器人系统》获得二等奖。此外，机械与控制类作品《可连续变形的轮履混合行走装置开发与整车应用示范》、经济类作品《中国中小微企业融资支持状况分析——基于四地调研和企业融资微观大数据的理论与实证研究》获得三等奖，《量子网络流式后处理方案》获“揭榜挂帅”专项赛特等奖，《基于人工智能技术的脑部形态测量系统》获得黑科技专项赛“恒星”级优秀作品，《微型机器人的磁场群体控制及其生物应用探索》获得黑科技专项赛“行星”级优秀作品。
附：获奖作品介绍
特等奖
《“天格计划”二号卫星载荷标定与在轨科学观测》
搭载“天格计划”二号载荷的立方星
作者：
工程物理系2019级本科生刘亦晖、工程物理系2017级本科生潘晓凡、物理系2019级本科生彭浩玮、工程物理系2018级本科生徐大成、物理系2018级本科生张羽翀、工程物理系2018级本科生章舟宇
指导教师：工程物理系副教授曾鸣
项目简介：
“天格计划”二号星是“天格计划”首颗正式科学观测立方星。本项目针对“天格计划”二号星载荷，通过地面标定实验、计算机建模仿真，获得了完整的探测器响应，保证了探测器观测数据的科学有效性。在轨运行期间，项目团队制定观测计划、设计数据处理程序，完成了科学数据的获取和生成。“天格计划”二号星载荷累计科学观测超过300小时，观测到数十例伽马射线暴候选体。观测数据被国家空间科学数据中心收录，即将发布，向科学界开放共享。
特等奖
《高性能锂硫电池正极活性电解液添加剂的开发》
有机二硒醚为锂硫电池增加新的反应途径
作者：
化学工程系2017级本科生李西尧
指导教师：
化学工程系教授张强
项目简介：
锂硫电池是面向未来的高性能电化学储能器件，硫正极存在着中间物种多，扩散慢，反应进度难控等问题。项目聚焦于硫正极中间物种的改性，通过引入高活性添加剂，显著提高了反应动力学性能与转换效率，成功构筑了高能量密度的安时级锂硫电池软包，推进了锂硫电池实用化进程。
一等奖
《面向人工智能应用的新型忆阻器机理、算法及电路研究》
忆阻器实物图
作者：
航天航空学院2017级本科生刘晏铭、航天航空学院2018级本科生印嘉驹
指导教师：
集成电路学院副教授田禾
项目简介;
现有人工智能系统基于冯诺依曼串行架构，系统功耗与体积都较大;存算分离的结构也导致其效率存在无法逾越的极限。而忆阻器作为一种新型的类脑计算器件，有潜力作为下一代人工智能系统的硬件基础，然而其当下自身性能的不足制约了其应用。本项目通过插入纳米孔石墨烯阻隔层等方式，优化提升了忆阻器的六项核心性能，提高了其在实际电路中的可用性并成功将其应用于手写识别网络。在此基础上，本项目提出了高度并行化和存算一体的电路结构，并实现了高效的元胞自动机计算。在该电路上运行的通用计算模型和多数分类算法，相比于冯诺依曼架构其硬件消耗与计算时间得到减少。此项应用给神经形态计算与低功耗、高性能的新一代人工智能提出了可能的技术路径。
二等奖
《基于视觉伺服和混合控制的自主插管机器人系统》
插管机器人实物图
作者：
航天航空学院2018级本科生程奥华、航天航空学院2018级本科生丘铱可、航天航空学院2019级本科生徐奕舟、航天航空学院2019级本科生郝瀚、航天航空学院2019级本科生聂宇轩、行健书院2020级本科生蒋玉骅
指导教师：
航天航空学院教授郑钢铁
北京清华长庚医院教授(主任医师)许媛
项目简介：
新冠疫情期间，气管插管存在巨大医患交叉感染风险。自主插管机器人系统搭建双臂协同系统，创新设计多功能喉镜，并在此基础上实现三维视觉导航和力-位移-视觉混合控制技术，克服人体狭小空间内三维视觉导航和安全控制的难点。通过模拟医生的操作方式，本项目解决传统技术中心难以兼顾医患安全的问题，优化了插管流程，实现80秒以内90%成功率插管，达到一线医生水平，为后疫情时代的医工交叉提供一条可行的思路。
三等奖
《可连续变形的轮履混合行走装置开发与整车应用示范》
新型可变形履带-车轮混合行走装置示意图
作者：
车辆与运载学院2017级本科生支云峰、精密仪器系2017级本科生赵天罡、车辆与运载学院2019级本科生刘冉懿、车辆与运载学院2018级本科生王嘉昊、车辆与运载学院2019级本科生朱翼民、车辆与运载学院2019级本科生王尊
指导教师：
车辆与运载学院教授侯之超
项目简介：
为适应特定作业条件下高机动性和复杂环境通过向需要，轮履复合行走系统已成为国内外相关领域的研究热点。本项目发明了一种可变形轮履混合行走装置，提出了四种不同构型的变形机构模型并给出了理论分析，自主设计了三段式动力切换装置以满足动力需求，自主设计了履带传动机构等一系列结构，并完成了必要的强度校核和实物产品的加工制造。该可变形混合行走装置使得高机动性且能面向复杂环境的特种车辆底盘成为可能，不仅在特种车辆领域有广阔前景，更在矿山机械、勘探车辆、机器人等领域有着广泛的拓展应用。
三等奖
《中国中小微企业融资支持状况分析——基于四地调研和企业融资微观大数据的理论与实证研究》
三类企业融资约束变动趋势
作者：
经济管理学院2018级本科生赵淳、经济管理学院2019级本科生杨士祺
指导教师：
经济管理学院副教授高峰
项目简介：
针对小微企业融资难问题，我国在过去近10年间实行了持久的政策帮扶，特别是要求金融机构提升小微企业货贷占比。这样的政策帮扶虽能缓解小微企业融资难的问题，但有时会引起资源错配，伤害中型企业。本项目利用包含企业融资微观数据的原创数据集，初步发现：(1)小微企业融资约束程度逐渐下降，中型企业却逐渐上升。(2)在“中小型企业规模分界线”处出现了“获贷利率”的断点，且随时间逐渐扩大。本文还提出了一个可以定量描述以上事实的数理模型，证明了融资支持政策可以导致获贷利率的断点，并将估算效率的提升和损失。项目模型有助于改进中小企业融资补贴的评估标准，以此指导金融机构的贷款行为，预防资源错配。
“揭榜挂帅”专项赛特等奖
《量子网络流式后处理方案》
流式算法示意图
作者：
交叉信息研究院2018级博士生张行健、交叉信息研究院2019级博士生黄溢智、物理系2018级本科生刘国定
指导教师：
交叉信息研究院副教授马雄峰
项目简介：
项目提出了具有流算法特性的隐私放大方案。该方案具有信息论保证的安全性，可以直接应用于当前天-地一体化量子通信网络，有助于降低量子通信延时，提高中继网络安全性;此外，该方案还可用于随机数提取任务，并提供了一种对包括基于计算复杂性的随机数产生协议进行分析的理论框架。利用该方案，团队进行了量子随机性提取任务的展示，为后续规模推广提供了较高的参考价值。
黑科技专项赛“恒星”级优秀作品
《基于人工智能技术的脑部形态测量系统》
基于几何的人工智能脑部形态测量技术研究
作者：
深圳国际研究生院2020级博士生朱永佩
指导教师：
深圳国际研究生院副教授袁克虹
项目简介：
本项目主要基于VBM(基于体素形态学测量方法)流程和深度学习结合，构建一个基于临床应用的脑部组织体积测量系统，项目提出的方法极大地提高了脑部分析中体积的测量准确度，提高了医生对脑瘫、老年痴呆等病症的诊断准确度和效率，降低误诊率，提高了算法检测速度，鲁棒性更强。
黑科技专项赛“行星”级优秀作品
《微型机器人的磁场群体控制及其生物应用探索》
微型机器人控制及应用
作者：
材料学院2018级本科生李尚松
指导教师：
化学工程系副教授卢元
项目简介：
微型机器人作为新兴研究领域，在合成制造、生命科学等方面具有重要应用潜力;然而其制造、控制和应用都存在诸多关键问题。本项目以磁场控制的微型机器人为主体，融合多学科交叉技术进行本体构筑，通过计算设计、设备构筑实现磁场可编程化，实现了微型机器人的智能化控制，进而拓展其生物催化、蛋白合成、医药递送等应用。
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