一只鸟是怎么飞到空中的?扇动的翅膀如何在空气中搅动起一个小小的“风暴”?......暑假期间,诺美的学术科创课程为有需要且有科研兴趣的诺美学子定制了科研训练项目。El Liu参加的鸟类扑翼仿真结构设计项目为她解开了这些疑惑。
项目介绍
高中生鸟类仿生扑翼机器人科研活动是一个结合理论与实践的综合项目,旨在通过研究和模仿鸟类的飞行机制,设计并制造能够扑动翅膀飞行的机器人。此项目不仅可以提高学生们的科研兴趣和技术能力,还可以深入理解流体力学、机器人学等多学科知识,为未来的科研或工程学习打下坚实的基础。
“这个科研训练项目为期8天,我刚开始也怀疑8天真的能做出一个仿生机器扑翼鸟吗,但是参加了之后每天的课程安排非常紧凑,最终我真的做出来了。”
选定的专业方向促使我选择了这个项目
我从高中刚开始就一直想学心理学,但是后来逐渐觉得,相比于需要背很多东西的文科,我更擅长学理科,因此放弃了心理学。在家长的影响和升导老师的建议下,我开始在工科的专业方向中筛选。根据我的选课,我最终缩小了选择范围,在计算机科学或者机械工程中做选择。相较于计算机科学的纯理论化,我更喜欢实际运用的专业,最终确定了要学机械工程。暑假前,当我从Carol老师那里得知有可以做仿生扑翼机器人的项目后,我觉得很符合我未来的专业方向,于是我就报名参加了。很巧的是,去年暑假我也参加了一个科研项目,研究了纸飞机的展弦比和下降率的关系,正好也和今年这个科研项目有一点联系。
紧凑的学习与实践让我收获颇丰
在这个科研训练项目的8天中,我每天的学习时间从早8点到晚9点,不同的老师一对一指导我学习和实践。前面几天主要学习理论知识,我学习了流体力学、空气动力学,中间穿插了建模软件的操作,学习二维到三维的构图与3D打印的练习。项目的后半段,主要是老师带领我进行实操,包括零部件的打印、装配,电路基础知识的学习与扑翼机电路安装,飞控系统编程,仿真环境搭建,机器试飞等。
本次项目中几乎所有的知识都是我以前没有接触到的,这极大地开拓了我的眼界。实操部分中,Solidworks软件的操作、3D打印、建模、焊接、仿真模拟等,我觉得在我以后学习的机械工程中也会有机会用到,这一定会为我日后的专业学习打下良好的基础。就近一点的作用来讲,我今年就面临申请大学了,这次充实的科研项目训练,会让我在面试中有更多可以和面试官深入交流的信息,也可以展现我对这一领域的了解和认知。
最大的感受:兴趣是最好的老师
参加完这个科研训练项目,我深刻地体会到了“兴趣是最好的老师”。首先是兴趣促使我选择参加这个项目。其次,这个项目中需要学习的东西很多很杂,比如理论学习中会涉及一些大学才会接触到的微积分的知识,在实操部分中我由于计算机编程方面有一些薄弱,飞控的学习对我来说有一定难度,但是这些困难在兴趣面前都显得微不足道。在这8天里,我的学习态度是非常认真的,有时连续两三个小时跟着老师的思路走,没有休息但是也不觉得累。试飞阶段,我们要一遍遍调试,好多时候其实并不知道哪里出了问题,就只能一点点调整去摸排问题,当最终看到机器鸟的轨迹不是一个抛物线而是下降后又升起,心里产生了巨大的成就感。通过这个项目,我感觉自己对于Solidworks的操作上手很快,学习过程中也很适应,我对机械工程的兴趣更浓厚了。
学术科创课程作为诺美学校四大特色课程之一,相比传统的科学课堂,旨在帮助学生将扎实的科学理论基础与实践、体验活动更好地结合,让学生不仅学习科学知识点,而且能亲自动手实验进行研究式学习。学术科创课程中的特色教学内容包含:AMC、USAD、VEX机器人项目、PBL项目式课程、科研课程、暑期训练营等。正是理论与实践的有机结合,以及对前瞻的科学技术领域学习内容的引入,让诺美学校走在创新科学教学的前端。
El Liu用八天时间从零到一制作出的仿生扑翼机器鸟,是知识与实践的凝聚,也是梦想与追求的翱翔。希望El Liu带着这份宝贵的经历,继续在科学的天空中自由飞翔,探索未知,创造更多可能!
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