2014年8月18日至20日,“华为杯”第九届中国研究生电子设计竞赛全国决赛在西安电子科技大学举行,我校自动化学院李建伟老师指导,时小雨(研1211班)、任茹(研1212班)、张洋(研1311班)组成的SR参赛队,其作品“基于CMOS图像传感器与微流控技术的细胞检测仪”获团体一等奖,时小雨同学获得个人二等奖,李建伟老师获评优秀指导教师。
创新才能脱颖而出
“华为杯”全国研究生电子设计竞赛历时18年共9届,四旋翼或是机械臂等已被很多名校做的很多很成熟,想要在众多参赛队伍中脱颖而出就要在创新上下功夫。时小雨说,系统可以不是很复杂,但是构思一定要巧妙,所以他们选择了医疗电子方向,选定以细胞检测系统创新为课题.
团队作品“基于CMOS图像传感器与微流控技术的细胞检测仪”是利用微流控技术和微电子技术相结合的一种新型的细胞检测系统。他们曾在实验室做过一个CMOS图像传感器的研究,发现即使是人眼看不见的微小东西如果和CMOS图像传感器直接接触也能够成出像来。一次偶然的机会,他们在学术讨论的过程中接触了微流控技术,微流控技术能够以非常高的精度操控极小量液体,一个典型的应用就是流式细胞仪。当时他们主要的研究方向是数字图像处理技术,因此,就想着将微流控技术和CMOS图像传感器相结合,然后利用数字图像处理技术来进行细胞检测。
相对于传统的细胞检测系统,此举去掉了昂贵的光学显微镜、流式细胞仪,激光源等外设,在完成细胞放大和计数的同时,还可以拥有小型化、低成本、易操作的优点,很好地解决了传统细胞检测仪器难以小型化低成本的瓶颈,大大降低了医疗成本,很符合现代医疗电子设备的发展方向与主题。
团队中要各展所长
交叉学科虽然让他们在创新上占到了先机,但是难度也随之加大。比如仅有微米级的微通道和微量细胞溶液的操控等对他们就是一个陌生领域。他们通过各种渠道查资料、跟相关专业的人士探讨,并联系到第四军医大学的朋友,跟他们学习细胞培养和操控的知识,做过上百次实验。
比赛作品所涉及的知识点分散在各个学科中,很多很杂,对于整个系统来说每个都是必不可少的,这些都需要人手来查阅。而算法的开发和硬件的设计工作量也不少,经常需要加班。梅花香自苦寒来,辛苦总会有所收获,每解决一个小问题,整个系统的完整性和功能性都会比以前进一大步,在解决问题的同时也锻炼了团队的综合能力,这时候他们就觉得所有的付出都是快乐的。
参赛队伍只能有3个人,但是整个研发队伍有6个人,经过艰难的抉择,最后选定三人。时小雨担任队长,主要参与系统中超分辨率算法的开发和整个系统的规划,他是个有责任心、有大局观也很严谨的人,到参赛的前一天,也不忘叮嘱队员要认真记录数据,仔细收拾实验器具;细心、耐心的任茹主要负责后期数字图像处理中细胞分割和追踪并准备报名材料、流程等一些零散的事情;张洋动手能力强,虽然在研二,但曾经参加过挑战杯并获得省一等奖和国家3等奖,有丰富的版级(PCB板,即印刷电路板,设备中的电子零件就镶嵌其上)经验和参加全国大赛的经验,在项目中负责的主要部分是硬件电路及相关接口设计;李延峰、张红、商童三位同学在幕后也给了他们很多帮助。指导老师李建伟具备丰富的经验,时常给团队开会指点,把握作品方向,防止走偏,但又点到为止,充分发挥队员的动手能力和实践主动性。比赛前,他详细地讲解了注意事项,并做心理辅导消除参赛队员的紧张感。经过团队参赛学生和指导老师的共同努力,他们最终取得了团体一等奖的傲人成绩。
时小雨说,因为交叉学科带来难度的提升,但时间又很紧张,他们对作品不是很满意。所以在答辩时,他特别注重扬长避短,结合这次大赛“想入非非”的主题,主要强调团队的创新性。答辩演讲过程中他一点都不紧张,落落大方,从容不迫,并由此被授予个人二等奖。
比赛是动力是肯定
张洋说,研究生的学习更有针对性、目标性,一般研究生三年只做项目的其中一个方面,所以战线比较长,深入学习的难度提高,枯燥乏味。研电赛和挑战杯一样,一般都是一年到两年的周期,这样的话,规定的时间做规定的内容,加上小组督促,会大大提高研究效率,带动积极性。所以感觉参加类似研电赛的全国性赛事,能够提高学习研究的积极性,另一方面在比赛的过程中可以了解到自己相关专业的其他学校研究生的研究情况,拓宽视野。
时小雨说,刚报名的时候特别有心劲,想着一定要做出成绩。但是过程很辛苦,每天不断做实验,分析成功的经验和失败的教训,效果不好的时候大家心情也很失落,甚至想互相吵一架。越靠近赛期,越辛苦,也越想做出成绩来证明这段时间的付出是值得的。得奖后感觉4个多月的付出没有白费,而且回报超过预期,很高兴,给整个团队带来了动力,对后续的找工作也有很大帮助。
任茹说,老师说过,不管做什么,只要你认真做了,都会有回报。当主持人在一等奖名单中念到西安理工大学SR队的时候我更加深刻地理解了这句话。
研究生阶段收获很多
有意思的是团队三人都调侃说自己本科期间没在学习上下功夫。
时小雨本科学的是电子科学与技术,研究生主攻超大规模集成电路设计。他说,自己是研究生阶段在导师的带领和教研室良好的学习氛围下,开始恶补本专业的知识再加上学长的帮助,最后才得到了很大的进步。
张洋本科是在理学院应用物理学专业,活跃在各种学生社团与组织中,在大三的生产实习中,第一次接触单片机,很快就被工程性的学习研究所吸引,所以就跨专业报考了本校自动化学院的微电子专业,继续相关知识的学习。他说,大学最大的收获就是,任何时间遇到任何事情都要脚踏实地,不能好高骛远,想的太多反而会起到消极的作用,任何事情只要从现在开始就不晚。
任茹说,自己本科的时候很享受大学生活的自由,却耽误了学习,因此,毕业时毅然选择了考研,想学到更多的东西。在研究生阶段学到了很多,这次比赛也让她懂得了坚持的重要性。
如今,时小雨和任茹忙着找工作,他们深感研究生学习和比赛给他们带来的优势,而张洋则以学长学姐为榜样继续学业上的努力。

左起:张洋、时小雨、李建伟老师、任茹、余宁梅教授