一、团队简介
团队是武汉工程大学电气信息学院一支具有较好的综合素质，良好的组织纪律性和具有团队合作精神的学术性科研团队。2020年，团队筹备工作初步完成，由黄自鑫老师正式创立，隶属于武汉工程大学电气信息学院。随即在导师和顾问们的指导下开展工作，以集科研、竞赛、交流、公益、科普的全面发展型学术团体身份积极活跃在院级、校级以及校外各个专业舞台。目前实验室已有导师、顾问以及研究生、本科生成员五十余人，有完整的实验室工作体系，积极开展相关领域研究。
图 1 学生创新能力培养的探索思路
在国家启动本科大类招生与大类培养改革的背景之下，高校对本科生培养方案提出了新的要求。自动化类专业具有多学科交叉的特点，实施大类招生与大类培养，迫切需要结合专业特点开展面向工程应用的培养方案修订工作。我校自动化类专业参考一流大学的人才培养体系，落实“以学生为中心，学生学习与发展成效驱动”的教育理念，开展自动化类本科生培养方案修订工作。在受理自动化专业工程教育认证后，并行推进国家一流专业建设，积极探索和实践学生创新能力培养体系。
自动专业学单一的课程改革，往往局限于某门课程范围内一些理论与实践相合的教学改革，但无法对整个学科的基础理论进行融会贯通。因此，可以在利用学科竞赛与课程学习相结合的人才的基础上，探索培养具备独立科研综合素质的更高层次的自动化人才体系。
团队面向专业部分学有余力且有想法参加学科竞赛以及实际科研项目的学生，根据每个成员兴趣特长进行采取个性化指导，进行本科生科研人才长线培养。以本科生创新能力的早期培养为首要目标，以“思政融入，学赛共轭；科教统一，协同育人；专业普及，志愿公益；工程实践，创新创业”为方法论，“不忘初心，知行合一；且行且省，无远弗届；格物致知，正心诚意；修身齐家，治平天下”为世界观。
团队致力于智能机器人与先进控制前沿探索，深度挖掘和转化人工智能领域关键技术，广泛传递机器人科普知识并进行公益教育。勠力于欠驱动系统、软体机器人等领域研究，形成具有国际化视野和国内领先水平的学术团体。
二、工作内容
2.1 科研工作
2.1.1 欠驱动系统先进控制
欠驱动系统结构简单，便于进行整体的动力学分析和试验。同时由于系统的高度非线性、参数摄动、多目标控制要求及控制量受限等原因，欠驱动系统又足够复杂，便于研究和验证各种算法的有效性。从控制理论的角度看，欠驱动系统控制输入的限制是具有挑战性的控制问题，研究欠驱动机械系统的控制问题有助于非完整约束系统控制理论的发展。
图 2
神舟十二号上搭载的机械臂辅助宇航员出舱活动
团队在欠驱动领域内的研究集中于欠驱动机械臂、欠驱动机器人控制方法以及欠驱动电子电力系统。以神舟十二号飞船在绕地飞行的过程中，曾辅助宇航员出舱活动的机械臂为例，这条机械臂就是全驱动的。当驱动器故障时，可能使完全驱动系统成为欠驱动系统，欠驱动控制算法可以起到容错控制的作用，欠驱动机械臂控制方法的研究意义重大。此外，欠驱动电力电子系统中非线性控制方法的研究，对于解决电网中的谐波和无功功率“污染”问题同样有重大影响。
2.1.2 工业自动化与伺服控制
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计，具有可靠性高，抗干扰能力强、硬件配套齐全、功能完善、适用性强的特点，并且系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造。
传统工控电路使用大量继电器已实现控制目的，致使整个控制电路电器众多、线路繁杂、不宜改动。不仅不利于设备的维修保养，藏有安全隐患的可能也大大增加。
图 3 PLC在工业自动化中的应用
团队研究PLC将结合其自身特点将以上问题极大的改善。通过内部寄存器实现继电器、计时器、计数器等电气设备的功能，并通过用户程序体验各器件的逻辑关系，极大的降低了控制电路的复杂程度，使整个系统易于维护、方便修改。同时PLC通过外部传感器和内部监控寄存器参数实时监控系统运行状态，可通过编写程序实现分级报警、分级处理，提升系统可靠性。
2.1.3 化工园区风险预警与应急处置技术
化工及物流园区由于不同化学危险品生产及存储，园区成灾体的风险较大，全国多地都有发生化工园区爆炸事故，其后果之惨烈使针对这一安全问题解决迫在眉睫。在《2021年公共安全领域重点研发计划项目指南建议》中就明确提出，要构建风险预警指标体系，研发园区烟气、可燃气体及有毒气体泄漏的监测预警技术，以及园区危险品燃烧爆炸自动化应急处置装置。
图 4 化工生产中常见的火灾爆炸现象
团队结合我校在化工领域的传统优势，致力于研发针对政策中要求的气体监测预警装置，并可以出发控制应急系统。该装置可以在在化工及物流园区安全薄弱环节发挥作用，使危险在发生阶段就能得到及时的发现和解决，有力保障安全问题。
2.1.4 智慧康养技术方案
根据世卫组织的规定，我国自二十一世纪之初就已进入老龄化社会，在目前以及未来很长一段时间内，我国65岁以上老年人的数量仍将保持一个较快的上涨速度。积极面对老龄化社会，利用科技创新力量解决老龄化社会棘手问题，是当务之急也是必由之路。
图5 2000-2050年中国老年人需要老年服务人数
在智慧康养技术领域，团队主要致力于智能理疗服饰以及欠驱动下肢康复机器人的研究。开发应用于理疗服饰的新材料、新方法，利用模块化软体功能模块个性化适配服饰，克服传统理疗服饰采取电加热的方法进行理疗带来的发热材料不耐折弯、理疗效果受限制等问题。对于欠驱动下肢康复机器人，利用智能优化算法设计更合适的控制方法，提高人机交互柔顺度。
2.2 创新实践
2.2.1 机器人
研究智能机器人之所以能够成为目前机器人领域的研究核心，是因为经过几十年的发展，大多数机器人仍然是笨拙的自动机，充其量只能在控制良好的环境中执行简单的可重复任务。思考如何让机器人由程序化走向智能化，由单一的准确走向准确且灵活，是为了机器人能够更好地适应可能的复杂工作环境，真正在将来可以代替人类从事部分工作。
图 6
微创外科手术机器人
团队在机器人领域致力于研究微创外科手术机器人。近年来，微创外科手术凭借其伤口小，恢复期短等优势，获得越来越多人的青睐。将微创技术和机器人技术相结合发展智能微创手术机器人是新一代医疗机器人的发展方向。该项目致力于研究结构紧凑、小巧、模块化的新型操作手臂，在保持充足运动空间的基础上，使微创手术机器人具有较好的刚度以及较高的运动分辨率，满足微创手术需要，完成微创手术机器人的小型化和轻型化改善。
2.2.2 智能车
近年来，电动车逐渐取代传统燃油车成为了汽车行业的发展趋势，未来汽车的核心价值将由智能驾驶、计算能力、人工智能来重构。智能驾驶与电动车有着天然的关联性。电动车采用电动力，而非传统的物理驱动，使得车内的电信号可以直接被系统收集。在汽车行业的变革中，智能驾驶将显著提升汽车电子、软件算法等在汽车价值中的比重。
图 7 智能车竞赛
不论是哪个等级的智能驾驶，其特点均体现为大量传感器运用、计算能力提升、执行器电控化等，智能硬件与软件相关的汽车电子技术在整车中占比将提高。该项目致力于利用四轮智能循迹小车，进行传感器信息采集与调试和小车智能循迹等方面的研究。
2.2.3 电子设计
全国大学生电子设计制作竞赛经过多年发展已具有了较好的基础和较大影响力、参与面广的全国性赛事。从电子技术理论教学到专项培训，从校内选拔到正式参赛，已成为大部分工科院校一项重要的学习活动。
图 8
电子设计竞赛活动特点
电子设计类竞赛和一般的大学生竞赛相比，具备既需要在学习中做竞赛知识储备，也需要团队精神高度合作交流，还需要良好的心理状态，这些都是非常符合团队对本科生的培养计划的。将准备电子设计类竞赛
2.3 科学普及
国务院印发《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035年）》，为我国科普事业和科学素质建设规划了新路线图。《纲要》明确了未来15年公民科学素质提升总目标——2025年，我国公民具备科学素质的比例要超过15%；到2035年，我国公民具备科学素质的比例要达到25%。
团队切实的结合社会背景以及政策号召，提出《新工业时代背景下的智能控制与工业自动化科普宣传活动策划》等策划，旨在为在武汉工程大学电气信息学院乃至全校开创新工业时代背景下对自动化学科相关知识以及针对专业内竞赛、科研等相关知识的科普活动，以及在社会上开展利用专业知识为市民开展自动化与生活相关知识的公益科普、便民活动提供指导依据。
2.3.1 人工智能与自动化
这是一个伟大的时代，是科技引领的时代，是科学技术作为真正的生产力和“武器”的时代，给新时代的青年创造了新的机遇，但同时也提出了新的挑战。新时代的控制科学不再仅仅是数学物理，其高度融合了信息科学、管理科学、系统科学等多学科，问题复杂化，目标多元化，这给控制科学的学生也带来了新的挑战，而这种挑战不是要转变专业方向和专业关注重点。
图 9
学科知识科普目标
知识的不断更新、需求的不断改变，要求学生能够立足学科基础，在复杂的新问题中剥去其外壳，通过加强资源共享和学科合作，找到专业化的核心问题，直面挑战。这也需要教师在基础课程的教学的同时，不仅仅是将前沿科学介绍给学生，更是要抽丝剥茧地去剖析前沿科学中所运用的学科基本理念和基础问题。
2.3.2 欠驱动系统
以2021年6月17日成功发射的神舟十二号飞船为例，在绕地飞行的过程中，机械臂曾辅助宇航员出舱活动。实际上这条机械臂的作用远不只这些，天和号空间站上的这条机械臂是由航天科技集团四院44研究所自主研制的一款七自由度机械臂，能像人的手臂一样，在前后左右的任何角度和部位抓取物体，真实模拟人手臂的灵活转动。这条机械臂大约10米长、能够抓取25吨重的航天器，可以将物体运送至空间站外部的任何位置。
图10 欠驱动应用领域
“欠驱动”这个概念最早用于描述机械系统，所谓欠驱动机械系统是对有着共同特性(欠驱动特性)的一类机械系统的描述。由于欠驱动系统中的非线性控制方法问题，针对欠驱动的科普活动一方面要把握重点人群，主要面向自动化专业内学有余力且尝试参与实际科研活动的学生，另一方面是要结合时事在科普中普及控制科学在机械臂领域的应用，准确把握热点事件，根据其他受众群体如普通在校大学生、青少年策划相应的科普活动主题。
2.3.3 智慧康养
人口老龄化不断加重的同时，经济社会的发展和市民群众生活水平也日益提高，人均寿命也在不断增加，老年人对健康的需求也越来越多。但是，老年人的幸福，不仅仅是活的长寿，更重要的是要活得快乐、健康。就我们国家而言，现实的情况是：人口进入老龄化，老年人口逐年在增加。而且,与其他年龄组的人群相比,老年人是各种慢性疾病的高发人群,健康服务需求明显高于全体人口平均水平。由此，老年人的健康也成为人们关心关注的一个重要方面。对于老年人的健康知识深入普及也越来越迫切，健康教育工作也越来越重要。
图 11 老年人公益科普主要存在问题
创建面向老年人群的科普志愿者服务平台，充分利用大学资源成立的一个以整合社会资源、为武汉各地区老年人提供科学技术、医疗健康普及工作、采用线上线下互动模式的公益科普平台。目标是为关爱老年人、参与老年人科普事业的爱心人士提供平台，立足于老年人知识普及公益。通过自我经营、吸收校外养老公司慈善资源，进行资源汇集，对科普志愿者进行辅导训练；采用“线上线下”双运作模式，进行资源交换与优化；通过知识普及公众、搭建普及交流平台等方面的实施，满足武汉当地知识匮乏老年人群知识储备，提高虚假信息辨别能力。通过科普服务平台的运作，增强社会的公益意识和奉献精神，自助互助，乐享公益，将爱心传递，弘扬爱心文化，为国家科普公益事业的崛起培养人才，为科普公益产业的发展输出创意。
2.3.4 足球机器人
目前我们所常见的足球机器人，普遍是由人操纵完成足球场上带球、射门等技术动作的，或者是只能在实现编写好的程序之下完成球赛。要让机器人足球赛和真人足球赛一样具有观赏性，足球机器人不仅要观察场上情况，做出对应判断，执行训练计划中的动作外，还要有和“队友”、“教练”交流的能力。因此足球机器人是一项需要长期探索研究的领域。
图 12 足球机器人项目
以足球机器人作为科普项目之一，是抓住了现阶段需要操作的足球机器人在技术上的可实现度以及较高的交互性，让操纵者在比赛过程中激发对机器人本身控制方法、硬件搭配等技术的钻研兴趣，达到科普活动目的。
2.4 创业实践
2.4.1 武汉黄珑足迹科技有限公司
团队以智能软体理疗服饰项目为首的多项智慧康养技术为基础，成立了武汉黄珑足迹科技有限公司，继续致力于智慧康养技术向实际产品、商品的转化，积极以公司模式运营，构建技术壁垒探索技术路线，积极完善系统推出产品服务。
公司除聚焦于智慧康养技术衍生产品开发外，还积极寻求与其他社会公司合作，开展公益活动，服务社会大众，探索人工智能养老新模式，为我国积极应对人口老龄化社会做出贡献。
2.4.2 炎黄创新科技服务股份有限公司
炎黄创新科技服务股份有限公司是国家第三批智慧养老示范企业，专注于智慧养老平台搭建和适老化硬件研发。该司与我们团队成立的黄珑足迹科技有限公司之间开展了广泛深入的合作。
炎黄创新科技有限公司在武汉市内与多个社区及养老院有稳定合作，合作之下，团队深入社区，开展关心老人和残疾人的公益活动，同时开展智慧康养技术产品实际测试和用户体验调研，完善公司产品。
武汉市发布人工智能养老社会实验社区建设试点方案通知后，团队提出“基于“平台-服务-终端”异质场景融合模式的智能养老社会实验社区建设试点方案“，与炎黄创新科技服务股份有限公司合作参与了此次试点建设，意在以用户反馈作为产品及平台不断改进的重要意见，实践之中探索出适合于武汉市实际情况得城市养老社区服务模式。
图 13 “平台-服务-终端”融合模式构架
2.4.3 无锡加简软件开发有限公司
无锡加简软件开发有限公司是一家深耕于自动化领域的技术公司，专注于为自动化生产制造企业提供智能化全案控制系统。
团队与无锡加简软件开发有限公司合作以来，在人机交互HMI、控制器、驱动器、工业机器人、软件平台等多方面进行深度交流，共同解决交互控制难题，打造以激光切割机为代表的自动化控制系统。未来，团队将与无锡加简软件开发有限公司继续开展软硬件研发合作，共同打造一条特色鲜明的自动化机器人道路。
2.5 公益行动
2.5.1 面向青少年的公益活动
在学校课程中，青少年的学习主要以学科性、知识性的内容为主，体验性知识的学习相对较少。体验性知识更加重视直接经验和感受，重视青少年思考的过程方法，而不限于问题的答案。信息时代要求人具有获得知识的能力，因此方法性知识比内容性知识更加重要，方法性知识包括收集信息的方法、表达与交流的方法、观察实验的方法、调查讨论的方法等。这些方法的掌握可以提高青少年的思维能力、判断能力和解决问题能力。而这些正是青少年在科普中主要学习的，因此科普是当代青少年非常有益的学习经历。
现代的教学更加强调学习的建构性、社会性和情境性。它意味着青少年的学习是一种主体性的学习，这种学习是社会化的，需要青少年之间的合作和交流，青少年需要在真实的任务情境中进行学习，在实际的解决问题的过程中发展思维能力、解决问题的能力。青少年科普则给青少年提供了在真实的任务、复杂的情境中解决问题的机会，使青少年能够通过探究性的活动在动手动脑中学习，在实践中学习。
新工业时代推动中国制造向中高端迈进的进程中，首先“中国制造”要向“中国智造”转变。2017年《政府工作报告》中就明确强调要“加快大数据、云计算、物联网应用”、“把发展智能制造作为主攻方向”。作为智能制造的重要载体——智能机器人，不仅与智能控制学科知识紧密相结合，并且由于其较好的人机交互性，也是青少年感兴趣的科普活动主题。在科普智能机器人相关知识的过程中介绍自动化及其相关学科的成就和应用的场景，可以让青少年在这个过程中对控制学科有初步的认识，为之后学习自动化或其他工科专业打下了基础。
2.5.2 面向老年人的公益活动
人口快速老龄化，是当前和未来一段时间我国需要面临的重要问题之一，如何确保老年人安享晚年、老有所养已成为社会各界高度关注的话题。
根据国家统计局数据显示，截至2019年末，我国65岁及以上人口数量达到17603万人，但2020年第46次《中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2020年3月，我国网民模达9.40亿，其中60岁及以上网民群体占比为10.30%，约9700万人。而这就意味着有相当一部分比例的老年人，因为不会使用智能手机而成为“社会局外人”。
图 14 2020中国网民年龄结构
信息时代的发展虽然给人们日常生活带来了巨大便利，但对于部分老年人来说没有接触过智能手机，学习能力也不如年轻人，不能很快接受智能时代给他们带来的便利，甚至是造成了困扰。各种智能养老理疗产品，虽然为了老年人而开发，有许多作用，但是很多老年人不会操作，需要儿女的帮助，甚至是儿女不在家时就无法使用。更有不法分子将犯罪矛头指向因为不懂得线上支付、转账等知识的老年人，对他们进行诈骗勒索。关心老年人能否跟上信息时代，是日益困扰老年人、家庭乃至社会的问题，也是应对老龄化社会到来的客观需要。
事实上，技术进步不应该是冷冰冰的，而应该是充满温度的，信息时代工业革命的脚步跑得再快，都不应该抛下老年人。面对“信息鸿沟”的客观存在，我们要做的是尽可能的帮助老年人跟上，至少可以接受日常生活中智能时代带来的便利。
面向老年人群的科普活动就将针对这一主题，主要是为老年人讲解如何使用手机、智能养老理疗产品等，以及新工业时代背景下，日常生活中不同于以前的一些方面，例如线上支付、办理业务等，还有防诈骗的相关知识。这些都帮助老年人更好的享受安全、便利、舒心的老年生活。
三、团队基础
3.1 专利软著
在科研过程中，通过专利和软著构建技术壁垒，为后续继续推动技术探索奠定基础，是团队一直坚持的技术研发路线。
目前在智能理疗服饰研究方面，团队已申请发明专利两项，实用新型专利一项，获得计算机软件著作权两项，在接下来的研究中计划结合研究成果继续申请专利和软著。（详见附件1）
图 15 专利软著剪影
3.2 学术论文
结合研究过程中取得的成果，团队目前已在Information Sciences、International Journal of Control, Automation and System、控制与决策、控制工程等国内外权威期刊上共发表10余篇有关论文。（详见附件2）
黄自鑫老师在教研方面结合自身指导团队的经验，申请了高等教育成果奖，并即将在顶级期刊中发表有关教研中提升专业学生创新能力的探索与实践主题的论文。
图 16 学术论文发表期刊
3.3 基金项目
3.3.1 国家重点实验室基金项目
2021年1月13日，基于片状流体织物肌肉的智能软体理疗服饰项目成功申请省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室2020年度开放课题基金项目。（详见附件3-1）
图 17 国家重点实验室基金项目
3.3.2 省重点实验室基金项目
2021年1月13日，多欠驱动关节平面机械臂智能控制方法项目成功申请复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室2020年开放基金项目。（详见附件3-2）
图 18
省重点实验室基金项目
3.3.3 教育部重点实验室基金项目
2021年7月，基于片状流体纤维织物肌肉的可穿戴理疗服饰项目获批纺织纤维及制品教育部重点实验室（武汉纺织大学）开放课题基金。（详见附件3-3）
图 19 教育部重点实验室基金项目
3.3.4 大学生校长基金项目
2021年4月，团队以面向老年人群的智能气动软体理疗服饰获批武汉工程大学第十六期大学生校长基金项目资助两项。（详见附件3-4）
图 20 大学生校长基金项目
3.4 教研成果
团队指导老师黄自鑫老师在教学研究过程中的构思与实践经过总结，以《“科教融合、协同育人”自动化类创新拔尖人才培养体系构建与实践》为题申请高等教育教学成果奖
另外，黄自鑫老师还将在教育类期刊中发表《“思政融入、学赛共轭、科教一体、协同育人”提升自动化专业学生创新能力的探索与实践》为题的论文。（详见附件4）
3.5 学术交流
团队成员以学习、科研、竞赛、交流等作为实验室工作的主要内容，为了能够了解自动化相关领域最新进展和研究趋势，努力建设具有国际化视野和国内领先水平的学术团体，团队组织参加国内各大会议，与同领域专家同仁交流讨论，了解专业内技术前沿进展。（详见附件5）
2020年9月前往武汉光谷国际会议中心参加国际智能制造论坛，11月前往华中科技大学参加“华中科技大学学术前沿青年团队前沿探索论坛”，前往上海参加中国自动化大会(CAC)。
2021年3月前往华中科技大学参加机械工程青年精英春季论坛，7月参加第二届光谷人工智能大会以及2021MATLAB与Simulink技术研讨会，赴泰州参加第十届中国自动化学会普及工作委员会换届会议。
图 21 学术交流集锦
3.6 学科竞赛
图 22 赛事汇总
3.6.1 中国工程机器人大赛暨国际公开赛
2020年9月6日，团队成员参加“中国工程机器人大赛暨国际公开赛”，荣获全国一等奖；同时，黄自鑫老师作为指导老师荣获“优秀指导教师”的称号。（详见附件4-3、6-1）
该比赛作为一个公益性、非营利赛事，由教育部高等学校创新方法教学指导委员会、国际工程机器人联盟等机构共同主办，从2011年发起设立，经过几年的发展，已经形成搬运工程、竞技工程、竞速工程、生物医学工程等面向工程应用、突出创新实践、在国内有一定影响力的机器人科技竞赛活动。
图 23 中国工程机器人大赛暨国际公开赛作品
3.6.2 “挑战杯”课外学术科技作品竞赛
“挑战杯”系列竞赛被誉为中国大学生科技创新创业的“奥林匹克”盛会，是目前国内大学生最关注最热门的全国性竞赛，也是全国最具代表性、权威性、示范性、导向性的大学生竞赛。自1989年首届竞赛举办以来，“挑战杯”竞赛始终坚持“崇尚科学、追求真知、勤奋学习、锐意创新、迎接挑战”的宗旨，在广大高校乃至社会上产生了广泛而良好的影响，被誉为当代大学生科技创新的“奥林匹克”盛会。团队以小组为单位，参加了武汉工程大学第十五届“挑战杯”大学生
课外学术科技作品竞赛，为下一步参加湖北省第十三届“挑战杯”以及全国第十八届“挑战杯”迈出了第一步。（详见附件6-2）
图 24 “挑战杯”作品合集
3.6.3 美国数学建模大赛
美国大学生数学建模竞赛是唯一的国际性数学建模竞赛，也是世界范围内最具影响力的数学建模竞赛。赛题内容涉及经济、管理、环境、资源、生态、医学、安全、等众多领域。竞赛要求三人为一组，在四天时间内，就指定的问题完成从建立模型、求解、验证到论文撰写的全部工作，体现了参赛选手研究问题、解决方案的能力及团队合作精神。为现今各类数学建模竞赛之鼻祖。团队积极参与比
赛，按时提交论文并获奖。（详见附件6-4）
图 25 美国数学建模大赛作品提交证明
3.6.4 新材料设计设想征文大赛
21世纪科技发展的主要方向之一是新材料的研制和应用。新材料的研究，是人类对物质性质认识和应用向更深层次的进军。我校举办新材料创新创业科技作品大赛就是为进一步激发学生创新热情，增强创新意识，提高创新能力，围绕国家新材料战略，鼓励在校大学生对新材料工艺和设计的理解和认识，设计出具有特色的原创性作品，推动学校大学生课外科技活动的持续开展。实验室成员组队分别以小组集体形式参与了此次比赛，目前学校此次比赛的评审工作已经结束，团队作品荣获校级一等奖一个，三等奖各两个。（详见附件6-5）
图 26
新材料设计设想征文大赛
3.6.5 “华中杯”大学生数学建模挑战赛
为了激励学生学习数学的积极性，拓展数学及相关学科知识面，提高学生独立分析、建模、求解、应用、写作等综合能力，湖北省工业与应用数学学会作为主办，举办“华中杯”大学生数学建模挑战赛。“华中杯”大学生数学建模挑战赛系原华中地区大学生数学建模邀请赛，已连续举办十二届，2020年由于疫情原因，暂停一年，2021年更名为“华中杯”大学生数学建模挑战赛。5月，团队成员参加比赛，选择赛题为马赛克瓷砖选色问题，最终取得省三等奖的好成绩。（详见附
件6-6）
图 27 “华中杯”大学生数学建模挑战赛作品
3.6.6 中国大学生计算机设计大赛
中国大学生计算机设计大赛是我国高校面向本科生最早的赛事之一，自 2008 年开赛，由教育部高校与计算机相关的教指委等独立或联合主办，现在也是教育部认可的全国大学生学科竞赛之一，即A类赛事。大赛的目的是以赛促学、以赛促教、以赛促创，为国家培养德智体美劳全面发展的创新型、复合型、应用型人才服务。2021年5月，经过大赛举办方评选，团队成员组成的代表队最终斩获中南赛区三等奖。（详见附件6-7）
图 28 中国大学生计算机设计大赛作品
3.6.7 第九届中国大学生高分子材料创新创业大赛
高分子材料业已成为我国制造强国战略中的重要环节和重点项目，高分子材料的研发和应用早与我们的生活密不可分。从光功能高分子材料的太阳能利用，到电功能高分子材料在工业导体中的运用，再到生物功能高分子材料在医学中义肢及人体植入物中的应用。功能高分子材料对人类生活提供了各种便利和惊喜。
中国大学生高分子材料创新创业大赛之所以能获得业界的高度认可，最重要的是激发了大学生创新精神和创业能力，为大学生创新创业提供校企互动的国际化展示平台，从而促进了产学研的结合和成果转化，同时也获得了良好的社会反响。大赛将成为高分子材料创新创业的“加速器”。（详见附件6-8）
图 29
大学生高分子材料创新创业大赛作品
3.6.8 中国自动化学会“百年荣光，薪火相传”活动
2021年是中国共产党成立100周年，是“十四五”开局之年和“两个一百年”奋斗目标的重要历史交汇点，也是中国自动化学会成立60周年。为深入学习贯彻习近平总书记在党史学习教育动员大会上的重要讲话精神，在中国共产党百年诞辰、学会六十华诞来临之际，中国自动化学会举办“百年荣光 薪火相传”有奖答题活动，回顾党的光荣历史，传承中国共产党的优良作风，为实现中华民族伟大复兴而奋斗。团队成员积极参加此次活动，获二、三等奖各一。（详见附件6-9）
3.6.9 中国机器人及人工智能大赛
中国机器人及人工智能大赛属于教育部认可的57项全国大学生学科竞赛之一，即A类赛事。2021年7月，实验室成员分为三组各自参加了第23届中国机器人及人工智能大赛人工智能创新组和机器人类创新组的比赛，在经过初试、复试后获得了省级二等奖一组、三等奖两组的好成绩。（详见附件6-10）
图 30 中国机器人及人工智能大赛作品
3.6.10 挑战杯“揭榜挂帅”专项赛
团队组建的智“碳”控制工程团队参加了第十七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛“揭榜挂帅”专项赛中的“钢铁关键工序生产过程中碳排放的数字化仿真”赛道比赛，这一专项赛旨在为教育引导大学生面向国家重大需求，踊跃投身科研攻关第一线，加速大学生科技创新成果向现实生产力转化，目前团队正在紧张的攻关过程中。（详见附件6-11）
图 31 挑战杯“揭榜挂帅”专项赛作品
3.6.11 “云说新科技”科普大赛
科学普及是全国学会组织的重要工作之一，也是实现创新驱动发展的两翼之一。在新媒体快速发展和突如其来的新冠肺炎疫情等大背景下，中国机械工程学会策划举办了“云说新科技”科普大赛，以“用声音传播新科技”为主题，面向在校大学生和科技爱好者，宣传优秀科技成果、学科领域最新进展和重大科技成就，传播科学思想，弘扬科学家精神，助推全社会营造讲科学、爱科学、学科学、用科学的良好氛围。2020年大赛先启动了机械科学研究总院、北京工业大学和湖北省三个赛区作为试点，团队成员积极参与湖北赛区比赛，经过层层选拔最终取
得省级二等奖一个、三等奖三个，校级优秀奖三个的好成绩。（详见附件6-3）
图 32 “云说新科技”科普大赛作品
3.7 团队建设
作为重视团队合作精神的学术性科研团队，团队日常活动开展围绕对外交流和体育活动。定期组织成员赴华中科技大学、中国地质大学等学校，参观国家重点实验室，与双一流名校学生面对面交流。
团队固定每周四为研究生组会时间，周五为本科生组会时间，每位团队成员都要汇报工作学习进展，与导师交流，也方便接受团队其他成员的积极建议。另有一月两次的两周小结，开展自我总结与计划。
团建活动中，师生共同参与登山、乒乓球等体育活动，锻炼身体强健体魄，从而有更充足的精力投入到科研中去。团队还先后承办了“迎新杯”篮球赛、“贺岁杯”足球赛等院内比赛，加强学院体育活动。（详见附件7-3）
3.8 组织活动
3.8.1 举办“加简杯”智能小车竞赛
“加简杯”智能小车竞赛是由智能机器人与先进控制实验室承办的智能小车竞速赛，2021年6月进行了首次开展，邀请院领导以及工程师顾问作评委，面向2019级自动化专业全体学生。在经过自由组队后各小组领取所需材料并自行组装改进，经过比赛现场切磋比试以及复试答辩后决出优胜并颁发奖品。活动旨在帮助学生更好的理解微机原理这一课程所教授的内容并应用于实际，在实战中提高学术水平和动手能力。（详见附件8-1）
图 33 “加简杯”智能小车竞赛
3.8.2 科技创新作品展
团队策划通过开展科技创新作品展,使学生在实践能力,创新能力等方面得到全面的提升空间, 让大家了解到智能车，拓展眼界，提升动手兴趣，记录美好的大学生活，留下精彩生活的瞬间。同时提升学校发展和服务能力，增加自动化在学校的影响力，促进科技创新和人才成长，学生的专业能力和思想素质在作品展中将得到全面的提高。
活动以“探索人工智能、走进电气信息、实现知行合一、成就学以致用”为指导思想电气信息学院过程控制与人工智能系，主要面向电气信息学院自动化专业新生。活动主要由操作手展示并运行自行组装、编程的寻迹智能车，并给新生讲解智能车相关知识和恩智浦比赛的相关信息，解答同学的疑问；现场进行智能车知识竞答活动，与同学们合影留念。（详见附件8-2）
3.8.3 智能控制与工业自动化科普
2020年初以来发生的新冠肺炎疫情，使全世界公民科学素质面临一次大考验。不仅在中国发生了连夜排队抢购双黄连口服液等现象，在号称公民科学素质比例很高的美国，许多普通人甚至拒绝“戴口罩”。近年来，公民科学素质议题呈现出复杂化趋势：一方面是公民科学知识增加，另一方面却是熟鸡蛋返生、高科技算命等“伪科学”不乏拥趸。
我国已转向高质量发展阶段，正在加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。科技与经济、政治、文化、社会、生态文明深入协同，科技创新正在释放巨大能量，深刻改变生产生活方式乃至思维模式。而人才则是科技发展的第一资源、创新是科技发展的第一动力，国民素质全面提升已经成为经济社会发展的先决条件。科学素质建设站在了新的历史起点，开启了跻身创新型国家前列的新征程。开展面向少年儿童，面向青年大学生群体以及面向老年人群的科普活动开展势在必行。（详见附件8-3）
3.9 创业大赛
3.9.1 “南鄂杯”创新创业竞赛
为牢固确立人才引领发展的战略地位，吸引更多海内外高层次人才及团队携技术项目来湖北咸宁创新创业，加快科技创新和产业新旧动能转化，推动咸宁打造特色产业增长极、转型发展示范区和自然生态公园城市，实现经济社会高质量发展，中共咸宁市委、咸宁市人民政府特举办咸宁第四届“南鄂杯”高层次人才创新创业大赛，简称“南鄂杯”大赛。12月1日，团队参加第四届咸宁“南鄂杯”高层次人才创新创业初赛；12月16日，秦翔宇参加复赛。（详见附件9-1）
图 34 “南鄂杯”创新创业竞赛作品
3.9.2 “互联网+”大学生创新创业大赛
中国“互联网+”大学生创新创业大赛，由教育部与政府、各高校共同主办。大赛旨在深化高等教育综合改革，激发大学生的创造力，培养造就“大众创业、万众创新”的主力军；推动赛事成果转化，促进“互联网+”新业态形成，服务经济提质增效升级；以创新引领创业、创业带动就业，推动高校毕业生更高质量创业就业。在我校举办的第七届“互联网+”大学生创新创业大赛中，实验室经过院、校级选拨，被评为校级银奖，并代表学校参加了湖北省赛。（详见附件9-2）
图 35 “互联网+”大学生创新创业大赛作品
3.10 团队扶持
3.10.1 青年之家创业团队扶持工作
为进一步巩固“学党史、强信念、跟党走”学习教育阶段性成果，推动党史学习教育走深走实，持续发挥团组织的优势，武汉工程大学积极扶持一批校内优秀的创新创业团队，更好地发挥优秀学生团队的引领示范作用。“我为群众办实事”之青年创业团队扶持工作中，团队与全校十余团队同台竞技，最终取得三等奖，获得学校扶持基金。（详见附件10-1）
四、工作计划
4.1 招新培养
团队目前在发展扩大状态中，计划稳定在读正式培养成员维持在100人左右。随着新学期21级新生的加入，细化团队管理例程，完善管理模式事宜也将提上议程。
通过在2021年秋季学期通过科技创新作品展、智能控制与工业自动化科普宣传等活动扩大团队在新生中的影响力，同时面向电气信息学院自动化专业新生招收团队新成员，开始为期半年的培养筛选，半年后选拔正式成员。预备队成员将跟随正式成员学习，以赛代练，在比赛中积累科研基本功与办公技能。半年后选拔正式成员后，根据个人兴趣及特长加入课题组，制定个性化培养方案，正式开始人才长线孵化。在课题组中将由团队高年级学生、研究生、专业老师和交叉学院专业教师担任导师，让成员学习的全过程中可以选择合适的导师，参与指导老师的科研项目，并将科研成果参加学科竞赛。
4.2 “学赛共轭”
“学赛共轭”是团队特有的培养模式，通过指导学生参加比赛，帮助学生根据比赛所需进行靶向性的学习，对知识点的聚焦度更高。以自动专业学科竞赛为切入点，结合专业课设计教学任务，将比赛所需的核心技术在实践中完成高效学习，体现“学中赛”。学生在教师的带领和引导下，参与学科竞赛的工作过程，并作为团队成员参与竞赛的训练和准备工作，大部分竞赛要求学生以团队形式进行学习和训练，注重培养学生的动手能力和综合素质，参赛学生会在平时的课程学习中着重学习比赛需要的技术和知识点，体现“赛中学”。
当学生具备了完成竞赛、学习的能力后，引导学生参与科研项目，属于水到渠成、循序渐进式的培养。学生此时自学能力增强，将在科研中更进一步学习专业知识，锻炼创新思维，真正培养符合社会要求的新型工科创新型人才。同时科研成果可向学科竞赛转化。
4.3 创新创业
近年来，我国高校在专利申请及授权数量方面呈现出稳定快速增长的态势，但科技成果转化率偏低是一个不容忽视的问题。团队作为高校创新创业团队，有着丰富的创新资源和要素，并且已在创新创业类大赛及市场开拓放面取得基础，接下来将继续探索高校科研成果转化的机制，释放科技创新潜力。
科技成果转化具有长周期性、复杂性、选择性、市场性特点，团队仍将继续坚持科研作为工作核心，科研成果向技术成果转化，带动创新创业事业发展，提供就业岗位，积极参与大学生创新创业浪潮。
4.4 宣传交流
在之后的工作中，团队仍将坚持“不忘初心，知行合一；且行且省，无远弗届”的团队理念，坚持“学赛共轭”的团队培养模式。对于已经取得的成果和研究基础，团队将在举办的各类活动中进行宣传，在武汉工程大学乃至武汉市树立可被推广的本科生长线培养体系典型。
交流方面，除坚持参与国内外控制领域会议，与双一流高校实验室团队参观交流外，团队还将邀请在本科参与指导竞赛、科研方面有经验的高年级学生、研究生或导师来校交流，传授经验，让参与成员在与教师的交流过程中吸取竞赛经验，得到指导。
4.5 科普公益
通过“携领”老年人科普公益平台和新工业时代背景下的智能控制与工业自动化科普平台，开展团队科普公益工作，吸纳更多许多有志青年都通过志愿科普服务的方式投身于社会管理中来，自主思考如何去解决社会问题，挖掘出一批具有青年“社会企业家”精神的青年领袖。积极同具有良好科学素养的老年人交流，也邀请这些老年学者参与公益科普活动。做到大力发展社会老年学者的力量，充分发挥老专家在咨询、智库等方面的作用。
4.6 科研论文
2021至2022学年，团队各课题组计划以学生为主体，在国内外期刊中发表“三类高质量论文”总数超过十五篇，检验从“以赛促学、以学促赛”到学赛共轭培养模式，展示培养团队成员的科研能力素养。
4.7 团队建设
培养具有团队精神、合作能力的团队，除了在竞赛学习中磨合，也离不开适时开展的休闲娱乐性质的团建活动。
除每周的体育锻炼，将开展乒乓球团体赛、趣味运动会等小规模活动外，每学期将组织成员赴武汉市其他学校交流联谊，共同开展体育活动。此外诸如烧烤、户外登山等常见团建活动也将一一开展，以团建活动提升团队凝聚力。
