本文轉自【中國青年報】；
科技創新需要什麼？人才。人才需要什麼？腦洞。大開腦洞哪家強？大學生創客。目前，雖然許多大學生還無法返校，但他們並沒有閒下來，腦控機器人在等劉思宇，智慧洗澡機在等郭育廷，生鮮外賣便攜“小冰箱”在等林清賓，光電物流小車在等朱灝翔……這些同學儘管人在家中上網課，但腦洞已“返校”，每天都在為夢想成真而努力。
解碼腦電波，讓機器人會“讀心術”
“我最近在家寫論文，主體部分基本完成了，就差回學校補充實驗結論。”劉思宇是北京理工大學生物醫學工程專業的碩士生，最近他和同伴研發的腦控機器人專案獲得了“共享杯”大學生科技資源共享服務創新大賽的一等獎，但這並不是他停下腳步的理由，當然新冠肺炎疫情也不是。他的夢想是讓腦控機器人能夠準確讀取人的意念，成為殘疾人的手和腳；用腦機介面技術為阿爾茲海默症患者進行神經康復訓練；同時，助力教育課程研發。
劉思宇說，腦機介面技術不但是近些年大熱的尖端科技，更是被國外封鎖的技術。為了打造這個“從無到有”的腦控機器人系統，他和團隊成員開了無數次“腦洞”，其中頗令他們滿意的一個，是將ASR（偽跡子空間重建的簡稱）演算法與CTS（運動-指令協同系統簡稱）系統應用於腦控機器人裝置，過濾掉運動偽跡的干擾，讓機器人能夠準確地讀取人的意圖。
他們發明的腦控機器人系統由三部分組成，腦電帽、腦電波解碼軟體和智慧機器人。當大腦思考時，會發出腦電波，人戴在頭上的腦電帽會檢測到這些電訊號，然後透過腦電波解碼軟體分析出使用者意圖，編碼成指令，控制機器人，機器人就可以替人實現轉向、招手、抓取、定點釋放等動作。
但他們和其他研究腦機介面技術的團隊一樣，都面臨腦電波被幹擾的問題。“大腦在思考的同時，人可能會有移動、眨眼、咬牙等動作。這些人體運動所發出的電訊號遠遠強於腦電波，會將真正的腦電波訊號覆蓋掉，這類干擾就統稱為運動偽跡。”劉思宇解釋，而ASR演算法可以實時過濾運動偽跡的干擾。劉思宇說：“這種演算法是一種傳統的訊號處理演算法，之前沒有人將其應用在機器人的實時訊號過濾場景中，我們這個創意相當於把實驗室結論往現實中推進了一步。”
為了做專案，他們不停“逼著自己學”。在這個“超長假期”裡，他們除了更新自己的技術知識儲備，還在學習創業的商業模式。劉思宇說：“學校創新創業的氛圍很好，有專門的學生創業園區，為我們提供辦公場地。非常想回學校。”
“小冰箱”巧用半導體，助力生鮮外賣“最後一公里”
北京理工大學的實驗室裡有劉思宇的腦控機器人，東南大學的實驗室裡則擺著林清賓的太陽能與半導體制冷恆溫冷鏈箱。他是能源與動力工程專業的本科生，研發這個生鮮外賣便攜“小冰箱”耗費了他和小夥伴一年的心血。前不久，東南大學舉辦的大學生科技節向全校推介了這一科創作品。
生鮮冷鏈配送在當下十分常見，但林清賓覺得用冰袋保溫並不環保，因此他瞄準各類製冷原理而大開腦洞。他發現，家用冰箱和空調的製冷劑製冷方式不適用於外賣場景，但半導體制冷有一個特性很合適。
“帕爾貼效應，指半導體通電後一面製冷、一面制熱的特性。我們把半導體片放在外賣箱的側面，發熱的那一面朝外，製冷的那一面朝裡，採用兩片CPU大小的半導體片，就能夠滿足冷鏈箱的需要。”林清賓介紹，他們巧妙地運用太陽能電池板給半導體片供電，中間還加上了雙向的控制開關，“這樣用開關改變電流方向，冬天半導體片對著外賣箱內側的那一面還可以制熱，用來保溫”。
“最初是想結合專業做一個節能減排的創新實踐，說實話沒考慮創業。”現在大四的林清賓憨笑著說：“不過，去年年底這種冷鏈箱已經獲得了國家專利。”
洗澡機搓澡、物流車走直線都是難題
就像林清賓一樣，“學以致用”是很多大學生最樸素的追求，哈爾濱工業大學的大三學生郭育廷和華北電力大學的大一學生朱灝翔也是如此。
但與前兩位學長不同的是，這兩位同學的科創作品還處於雛形和半成品階段，他們離成功的喜悅還比較遙遠，最近體會更深的是創新的艱難。
其實，郭育廷和同學研製的智慧洗澡機雛形在前不久舉辦的“共享杯”大賽上也獲了獎，但他總覺得“我們這個做得還不夠好”。“智慧洗澡機肯定得能搓澡，但搓澡裝置還在持續改進……”郭育廷考慮，當代獨生子女眾多，未來老年人洗澡或許面臨困難，因此在學院組織的創新實踐活動中，他選定了智慧洗澡機這個方向。
但搓澡裝置該長什麼樣？“搓澡這個動作應該屬於直線往復運動”，開始，郭育廷選擇了齒輪齒條機構，“這是把電機的旋轉運動轉化為直線運動的基本方式”，但這種機構的人體貼合度不太能滿足他們的想象，“我們現在考慮改成絲槓滑臺”。智慧洗澡機小組的同學們恨自己腦洞不夠深，“這個洗澡機現在還不太智慧”，於是在受疫情影響的“超長假期”裡，他們貪婪地儲備新知識，力求讓它智慧起來。
郭育廷的心路歷程，華北電力大學電子工程專業的朱灝翔也深有體會。近來，他一直在研究一款光電物流小車，用於物流運輸的拾取和分撿等場景。
“沒想到讓小車走直線那麼難。小車可能以為它在走直線，但並沒有。”朱灝翔大開腦洞：“我把常用於無人機飛行控制和衛星姿態調整的PID（比例-積分-微分控制簡稱）閉環控制原理應用在了小車的設計中。” 其實，朱灝翔不僅設計了軟體，還做好了小車的三維模擬模型，並且和製作零件的淘寶店家進行了深入的溝通，雖然人還在家，但學習狀態早已“返校”。
創意很豐滿，實操較骨感
高校線上學習以來，有人擔心“學生廢了”，但這些腦洞轉不停的同學顯然是不必擔心的。科技創新的小馬達開起來想關都關不上，“這和為了考試而學習是不一樣的”。
記者在採訪大學生的科創專案時，確實體會到了同學們的腦洞之巧妙。不過，他們同時還告訴記者，“開腦洞不難，但實現起來很難”，相比於靈感本身，校園科創的行路人們認為大家更應該關注動手能力的培養。
“考試能力很猛和自己動手做一個作品完全不是一回事。”朱灝翔最近正深陷科創之苦，雖然專業課程也學過許多，但直到自己動手設計一個實物，他才真正體會到這是一件多麼麻煩的事。他說：“小車的每個零件都要一筆一筆地去畫，設計時還需要學習各種軟體；有的零件可以買，但特殊形狀的要自己建模準備3D列印，還有一部分需要和淘寶店家溝通訂製，小車的底板我需要回學校之後自己用鐳射切割……不要以為切割很容易，一塊底板是要開口還是開洞、在哪裡開、開多大等等，每一個細節都需要考慮到。”
雖然光電小車剛剛走完建模階段，但朱灝翔對實操能力的重要性已經感慨良多：“靈感是需要一步步實現的，憑空出現的新奇創造是不存在的。”
無獨有偶，郭育廷同學在研製智慧洗澡機時也對實操的實現深有感觸。能勝任搓澡功能是郭廷育對洗澡機的一大期待。“但搓腿和搓背的機構怎樣才能適合人體？大家高矮胖瘦不一樣，該怎麼辦？”郭廷育雖然已經將不少機械製造的原理應用在了智慧洗澡機的研製上，但他顯然還很不滿意：“這個洗澡機還不夠智慧，現在開門、開水、關水、搓澡、停下……執行每一步都需要人自己按按鈕，我們希望把它改進得更智慧，人只要坐在裡面，什麼也不用幹就洗好了。”
雖然目前只是做出了一個雛形，但郭廷育對於腦洞和現實的差距已經有了清醒的認識，他笑著說：“開始產生想法不太難，後來設計圖畫起來就覺得有點難，再後來又發現零件有點難做，之後又發現組裝更難……”
對於醉心科創的大學生來說，腦洞在，目標就在，目標在，就要想辦法走好腳下的路，只要步履不停，總能離腦洞越來越近。
事實上，校園科創活動的魅力不僅在於開腦洞，催生同學們的創意，還在於同學們可以在這個過程中提升自己，從一個有創意的人，變成一個有創造力的人，而這個轉變顯然是需要動手能力來支撐的。