暑假即将结束，同学们即将迎来新学期。2023年“科学T大会”全球海选报名还剩2天。有意参与但还未报名的同学，抓紧时间了，前往2023年“科学T大会”海选官方站（http://t.wlaforum.com），即刻报名！

我们陆续收到了很多报名申请，同学们的科研项目丰富多彩、科学故事引人入胜。我们将从中挑出六位种子选手，分三次推送，分享他们的科研项目和科学故事。

在前两期中，，立足生活，运用学到的知识解决现实中的问题；，从兴趣出发，以科学为方法探索世界。今天我们推荐的种子选手，是来自深圳中学的王家麟和上海中学的吴京熹。他们热爱科学，敬畏科学，锲而不舍地钻研科学，快跟小编一起来看看他们最新的研究项目和科学故事~

王家麟

2D场景下的视觉定位技术

机器人视觉定位技术旨在使机器人能够根据视觉信息确定自身的位置和姿态，并能够准确地感知周围环境的三维结构和物体属性。近年来的许多关于视觉SLAM（即时定位与地图构建）技术的优秀开源工作，它们主要是一个基于单目相机的SLAM系统，利用特征提取和回环检测等方法实现实时定位和地图构建。但是，它们都存在着一个问题——在多次环路后会产生误差，即使是回环检测也无法完全消除每次累积的误差。

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目前也并没有完善的面向2D场景的视觉定位/重定位技术的相关研究，王家麟便想解决这一问题。他的项目旨在研究二维室内场景下基于视觉与轮速计的定位方案。他先提出了项目猜想，接着查阅论文和资料，询问老师意见；想法得到肯定后，便去实验室开始编程、测试。最终，王家麟用实验结果得到的数据与用公式算出的数据十分接近，绘制的地图和重定位也符合实验预期，验证了他提出的视觉回环校正算法的有效性，证明了他的算法在2D场景下的准确度和优势。

吴京熹

学生居家网课辅助系统

前几年，学校采取学生居家上网课的方式在线学习。 但是由于老师无法像在教室里那样时刻能 “监督”到学生，一些学生上课容易出现注意力不集中，网课的教学效果引发了家长和老师的担忧。 基于此，吴京熹设计开发了一套学生居家网课辅助系统，使用当前的图像识别技术，实现对学生上网课期间的状态进行实时判断，学生在学习期间走神，系统能进行相应的语音提醒，及时干预，提高学生网课的学习效率。

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这套系统，通过对人脸特征和坐姿形态分析，实现了对学生上网课时状态的判断，能及时提醒学生，提高学习效率；同时系统提供了黑名单管理，对学生上网玩电子游戏进行监管，对学生不好行为进行约束。该系统对运行程序的电脑性能要求不高，大多数学生在家使用的电脑都可以运行该程序，具有很好的推广价值。

科学已经成为刻在骨子里的东西

|我很享受实验室里自由静谧的氛围

王家麟热爱科学。自小时候起，他便热衷于探索周围的世界，在大人眼里就是爱折腾。那时候，智能手机、人工智能还不是热门话题，他对机器人兴趣浓厚，好长一段时间，特别想去MIT （麻省理工学院） 看看Kismet （早期一款仿人机器人，具有视觉、听觉、触觉输入，位置感应，可以通过对话、表情、体态等与人互动） 。王家麟爱的科学远不止于应用科技，他还好奇星星为什么会发光，探求雨滴落下的轨迹，也尝试研究过电视机的原理。当然，在当时的积累和动手能力下，基本都变成了某种“探险”。

对未知事物的好奇心在王家麟心中埋下了一颗科学的种子，随着年龄的增长以及接触到的世界和知识越来越复杂、新颖，他对科学的热情日渐高涨。 其中最让他着迷的，是物理和计算机。 为了学好这两门学科，他投入了大量的精力、热情和时间，渐渐地，物理和计算机已经成为了他生活的一部分。 他很享受实验室里自由静谧的氛围，经常一待就是一整天。

在学校，王家麟创立了人工智能社。 作为社长，他不仅负责组织各类活动，还带领社员们探索人工智能的前沿知识。 他们举办讲座，邀请业内专家来分享人工智能的最新发展，为同学们打开了一扇通往未来科技的窗口。 此外，他们还组织编程竞赛，激发同学们学习编程和解决问题的兴趣。 担任社长期间，他学会了如何组织活动，协调资源，还提升了演讲和沟通能力。 最重要的是，王家麟对计算机的热爱和专业知识也逐渐加深。

在机器人实验室的科研项目中，王家麟积极参与了视觉定位的设计、编程和测试。 他逐步掌握了如何让机器人在复杂环境中实现自主移动并记录下航线，最终以此绘制地图并实现回环检测。 虽然他在科研领域还是一个新手，但在导师和实验室成员的指导下，不断克服困难，一步步深入探索。

|从玩具小青蛙到AI视觉分析

吴京熹记得，小时候外婆给他买了一只玩具青蛙，这只玩具青蛙有个特点，就是手在它头部上方移动时，就会自动发生 “蛙蛙”的声音，并且伴随着腿部的跳动。 他很好奇，根本没有碰到怎么会有反应呢？ 这个问题一直困扰了他很久，后来终于知道是因为光感传感器，它能把光线明暗的变化转化为电信号的变化，从而使玩具青蛙产生反应。 这个太神奇了。

吴京熹（照片由本人提供）

长大了一些，吴京熹喜欢上了编程，他熟悉Python，并对当前人工智能中的视觉分析领域兴趣浓厚。前几年开始上网课后，同学们上课效率普遍降低。他了解到人工智能中的视觉分析技术能实现人脸状态特征信息的分析和提取，猜想如果从人脸特征中区别上课走神的特征与正常上课的特征，就能实现自动实时提醒同学，提高大家上课的质量。后来在老师的支持下，开始课题的研究，经历各种挫折，最后在不懈努力下，课题实验取得成功，并获得了上海市百万青少年明日科技之星的荣誉。

从儿时的光感驱动玩具小青蛙，到现在的人工智能视觉分析，都是从光的明暗变化中获取信息。这让吴京熹不仅感受到了自然之光的美，也体会到了科技之光的魅力！

他们热爱科学，敬畏科学，也愿意锲而不舍地研究科学。不管未来从事什么方向，科学已经成为刻在他们骨子里的东西，让他们能客观、辨证地看待这个世界。

解题“地球2.0计划”

对于三大“挑战性问题”的思考，王家麟和吴京熹均对“地球2.0计划”给出了自己的“解题”思路。

王家麟认为，对火星的环境改造分两步走，第一步是生态系统形成，第二步是地球环境形成。所谓生态系统的形成，就是在不毛之地的火星表面形成一个无氧的生物圈。要形成无氧的生物圈，火星须有充足的液态水，到达火星表面的紫外线要大大减少，大气中要逐渐增加氧和氮的含量。

地球环境形成阶段，第一步是在火星引进地球上的微生物，首批引进的微生物必须是光能自养生物，它们能利用太阳光作为能源；第二步是种植植物，将火星大气中的二氧化碳转变成氧；第三步大量种植植物和繁殖动物，生物多样性对于保障火星生物圈的稳定极为重要；最后，当大量移民在火星上定居时，人类的生产和生活将加速火星环境的改造，从而使火星真正成为人类的第二故乡。

吴京熹认为，人类要改造火星使其成为第二个家园，需要实现以下工作：研发大型运载火箭，将人类等从地球运输至火星；建立星际运输站，实现地球和火星之间的运输；建立能源供给站；在火星寻找水资源，并建立水资源供给站；实现AI机器人在火星的制造和使用；建立联合指挥室，进行整体建设规划并协调指挥各方；建设适合人类居住的密闭式生态环境；实现3D打印机在火星重力场环境下的正常使用；实现工具、设备以及机器人组件在火星的本地化生产。

如果对两位同学的科研项目感兴趣，可扫描下方二维码，前往2023年“科学T大会”海选官方站，即可查看他们的完整报名视频，了解更多精彩故事。

编 辑：陈 墨

责 编：小 文

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