“多少创新的梦想植入心间，萌出点亮未来的希望，沐浴着阳光雨露而生长……”一曲《挑战，在路上》，让“挑战杯”系列竞赛的激情在广工大人心中久久回荡。
“挑战杯”挑战什么？它挑战的是大学生从书本走向实践和应用的能力，是源于身边事进行科技发明的创新意识和精神，是提升全面素质的理念和成效。多年来，学校组织学生参加“挑战杯”这一高等院校的“科技奥运会”，在工大校园内掀起了创新创业的旋风，期间，涌现出了一批又一批优秀的学子，他们崇尚科学、追求真知、锐意创新、迎接挑战，挥洒汗水奔跑在追梦的路上。
身怀“十八般武艺”的无人机
挥动指挥棒，无人机能360度全方位特技展示，还能自动充电续航。第十三届全国“挑战杯”大赛上，这架由广工大学子历时两年自主研发的全自动驾驶“无人机”甫一亮相就“艳惊四座”，一举斩获一等奖。
“凭借核心的智能飞控系统和自动驾驶特性，无人机可担当起军事侦查、空中巡逻和灾难救援等重任，堪称十八般武艺样样精通。据团队队长柯宗泽介绍，传统的无人机需要人实时操纵，只是“扯线木偶”。加上受到遥控信号传输距离的限制，实操能力很低。与之相比，全自动驾驶无人机，由于机身搭载了团队自行研发的“智能飞控系统”，相当于给无人机装上了智慧的“大脑”，能轻松实现全自动驾驶。
“依托这一系统，我们只需在电脑设置好飞行任务，无人机通过内置的GPS定位芯片和导航模块，自动寻找抵达目的地的最佳途径，完成任务后自动返回。”柯宗泽说，飞行系统中还集成了简单的障碍识别功能，若飞行过程中探测到前方有障碍物，系统可根据实际情况作出改道或绕过障碍物的判断。在校园实际操控中，记者亦发现，虽然已下达“头撞南墙”的指令，但无人机遇上建筑物时仍会机智地“绕弯”。目前团队已研发出了充电基座和机载摄像云台等数种外接设备，令无人机“如虎添翼”，能更好地完成不同的任务。
“在外执行任务时最重要的是电池续航能力，但目前电池仍为所有电子设备的短板，提升电池容量势必增加负重，降低无人机灵活度。”为此团队研发了充电基座，希望借助设置“加油站”充电的形式解决这一矛盾。“试想像这一画面，当无人机电量告急时，系统将自动搜索并引导飞往最近的充电基座，自动精准降落充电。完毕后回归正常航线，继续执行任务。”柯宗泽介绍说，若将来无人机商业化普及后，通过在城市中合理布置充电基座，将彻底解决以往无人机只能通过人工更换电池进行续航的问题。据介绍，除军事领域外，搭载飞控系统的无人机可出色地胜任空中巡逻、灾难救援和监控、交通监测、地形勘测等方面的工作，具有很强的实用性。
图4-01：学生团队的“全自动驾驶多旋翼无人机智能飞控系统”获第十三届”挑战杯“国赛一等奖
胎心电检测仪：为胎儿健康保驾护航
如何监护胎儿健康？传统采用超声仪器进行孕检，获取胎儿心率信息，既存在潜在风险，也不适宜长时间反复使用，检测出的信息量又有限，无法全天候、全面地监护胎儿健康状况。国际上，盲分离理论是信号处理领域的新方向。把盲分离技术用于胎儿监护，成为科技创新和应用的一大热点。
胎心电检测仪团队致力于攻克这一难题，以“基于盲分离技术的胎儿心电监护系统”作为研究项目参加了第十四届“挑战杯”竞赛。
团队的目标就是要研发一种胎儿心电分离监测的产品，并希望能够真正实现产业化。采集信号的滤波和分离问题是横亘在团队面前的首要难题。胎儿心电很难辨识，传统的滤波方法在胎儿心电的分离问题上没法取得满意的效果。当遇到这个瓶颈时，团队的重担似乎一下都压在了负责解决滤波问题的康嘉文同学身上，那段时间项目进展似乎停滞下来，即使是吃饭、走路、上课、睡觉，抑制噪声的问题始终萦绕在康嘉文的脑海里。经过反复的尝试和验证，问题最终得到解决。在综合考虑胎儿心电信号特性后，团队创新性地把欠采样梳妆滤波器和小波变换方法应用到胎儿心电抗干扰问题上，取得了令人满意的效果。
历经重重挑战，最终，团队从校赛中脱颖而出、杀出重围，获得参加省赛的机会；在省赛中不断完善作品质量，以特等奖的身份拿到参加国赛的入场券；前后历时两年多，不断对作品打磨和提升，以创新价值和应用前景赢得认可，最终捧得“挑战杯”全国赛的最高荣誉，获得特等奖。
从懵懂无知的新生到攻克技术硬骨头的“挑战者”，团队收获的不仅仅是思考问题和解决问题的科学方法，更让我们终身受益的是精神的蝶变，是一种创新精神的凝练。竞赛开阔了我们的学术视野，也提升了我们创造、实践、沟通、合作的能力，更让我们明白了什么是坚韧，什么是勇气，什么是真正的挑战精神。
图4-02：胎心电检测仪团队登上了《中国研究生》的封面
创新接地气 “大西瓜”造“尺子”
广工大的“大西瓜”微纳创新团队，正在制造一把“尺子”。
这把“尺子”很特别，它的刻度是纳米或微米，可以测量很小的东西。它被称作光栅尺，大西瓜微纳创新团队负责人梁烽介绍，光栅尺是数控装置的精密位移检测工具，它衡量着国家工业制造水平的高低”。
遗憾的是，目前国内光栅尺的制造水平普遍低于美国、德国等工业强国。以其中一个衡量指标为例，国内光栅尺栅线距离为10μm，但国外的为1μm，仅仅是国内的十分之一。
大西瓜团队运用近场直写的工艺来制造光栅尺。利用这种创新方法，制造出的光栅尺栅线距离可以达到5μm，栅线直径与国外持平，总体制造水平优于国内，打破国外技术垄断。
制造光栅尺的工艺极为苛刻。相比机械刻画和激光刻画两种常规的制造光栅尺的方法，近场直写的工艺有着明显优势。梁烽描述，有别于刻画线，团队直接把线放在尺子上。“把线一根一根放在玻璃板上，距离相等，排列均匀，然后成为尺子”。
听起来简单，做起来难。为了保证创新方法成功，团队特地设计了一套硬件系统和软件系统。硬件和软件的创新为新工艺制造光栅尺提供了可行性基础。 “软件系统是最难的。”梁烽说，“整个软件都是团队自己做，不断试错，前前后后做了一年多，从无到有。”
大西瓜团队作品的优势还在于，制作成本更低。梁烽算了一笔账，用团队的方法来制造光栅尺，制作成本约为国内光栅尺制造成本的二分之一，为国外制造成本的四分之一。
令人惊讶的是，这项媲美国外先进水平的创新工艺，是“突发奇想的惊喜”。
大西瓜微纳创新团队由本科生组成，许多成员刚进队时和梁烽一样，都是“学术小白”。梁烽还记得，在师兄的带领下，团队研读许多专业论文和书籍，在每星期的讨论会上进行思想风暴，互相启发。
在梁烽读大二时的一次讨论会上，有人突发奇想：或许可以利用近场直写这种工艺来制造微纳纤维，而这种微纳纤维可以应用在制造光栅尺领域。从突发奇想，到反复试验，再到产品成形，大西瓜团队完成了一次从量变到质变的创新飞跃。
目前，团队已和相关机构签订合作开发合同，已经与企业合作装置整机生产测试。团队共申请专利9份，其中4份已经授权，另外发表论文7篇。
图4-03：大西瓜微纳创新团队的项目《基于近场直写微纳喷印三维光栅沉积装置》获得第十四届“挑战杯”国赛特等奖
借挑战东风 育双创生态
在“挑战杯”这一“科技奥运赛场”，广工大的学子们奋力拼搏，挑战自我，留下了一个个与他人、自我“较量”的精彩故事。长期以来，学校以“挑战杯”为抓手，以赛促学、以赛促教，以赛促创，不断推动人才培养模式的深化变革，助力学校高水平大学建设。2015年以来，学校每年组织“挑战杯”校赛，共吸引各学院、各年级的720支学生队伍参赛，参与人数近6000人次，脱颖而出者再到省赛、国赛中与其他高校同场竞技。借着“挑战杯”竞赛的东风，学校发挥组织优势，突破双创教育瓶颈，让大学生、师资、课程、资金、平台等主体与资源融合成为互惠共生的双创生态圈。
通过一系列创新举措，学生综合素质和创新能力不断提高，学生科技创新活动取得重大突破。2015年，学校在第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中摘得两项特等奖、两项一等奖、两项二等奖，并以团体总分全国高校第二、广东高校第一的好成绩捧得“优胜杯”，创造了学校参加“挑战杯”竞赛的历史最好成绩，刷新了学校参加“挑战杯”竞赛的获奖层次和整体成绩的记录。2016年，在“挑战杯•创青春”广东大学生创业大赛中，学校以金奖数第一、团体总分第一捧得“创青春杯”，创造了学校参加广东省“创青春”大学生创业竞赛的历史最好成绩。2017年，在第十五届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中，摘得两项特等奖、一项二等奖、三项三等奖，并以特等奖总数全国第二、团体总分广东高校第一的好成绩捧得“优胜杯”。2名学生先后荣获第七届、第十届中国青少年科技创新奖。
梦想永不落幕，挑战永远在路上！
（文字：吴振铨 李欣怡 康嘉文 黄鸿胜 部分文字来源于 林洁 武欣中 《 中国青年报 》 2015年11月20日06 版 供图：黎江文 曾俊 研究生院 团委）
图4-04：学校承办第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛
（组图）
图4-05 2013年10月，学校获得2015全国第十四届“挑战杯”竞赛承办权
图4-06全国第十四届挑战杯开闭幕式演出
图4-07中央电视台《新闻联播》报道第十四届“挑战杯”竞赛
图4-08第十四届“挑战杯”终审决赛倒计时30天暨誓师大会
