“春苗计划”

第五届“春苗计划”

项目简介

为帮助学院本科生在实践中提升创新意识和能力，将学院的科学研究和工程应用优势转化为人才培养优势，实现师生双向互动、共同促进，学院整合优质科研资源，将本科生科创能力锻炼纳入本科生培养体系，开启 第五届“春苗计划”科研训练。

现主要面向我院大二、大三本科生开启报名，你想知道的项目简介都在这里了，项目周期持续一年，一定不要错过哦！

项目简介

1.同步稀疏激励下的声场重构与高分辨成像技术

指导老师：高飞

需求学生数量：2名（已招2名）

项目简介：

超声高分辨成像在医学超声、工业检测等领域应用广泛，传统超声为提升成像分辨率和精度，多采用时空冗余测试，显著增加了测试成本与时长。在稀疏表达与重构框架下的超声时空信息测试与解析可为超声的高分辨成像带来潜在解决方案。本项目聚焦单激励-接收下的超声成像方法，拟开展声场重构与散射信息挖掘工作，预期形成系统的测试理论、技术方案和样机。

预期每周投入10个学时。

学生能力要求：

掌握一定的声学理论和编程能力

2.面向薄壁结构健康评价的非接触检测系统

指导老师：高飞

需求学生数量：3名（已招2名）

项目简介：

薄壁结构广泛用于航空航天等装备领域，其健康评价对于装备服役安全至关重要。传统接触式扫描在面临复杂型面时受限严重。采用非接触激光超声和视觉检测技术的融合，可有效解决结构表面和内部缺陷问题，本项目聚焦多信息的扫描测试与应用，聚焦硬软件系统开发，以期建立薄壁结构的自动检测方案。

学生能力要求：

掌握一定控制编程能力，吃苦耐劳

3.微散斑制备技术及装置

指导老师： 张慰

需求学生数量： 3名

项目简介：

显微DIC技术是研究细观下应变场的有效途径，其中制约观测精度和应用场景的，是表面微散斑的制备。本项目旨在针对这一技术问题，采用气象或液相沉降原理，实现可控的微米级散斑制备，并研发出相应的装置。

学生能力要求：

有兴趣，思维活跃，动手能力强，有责任感

4.多因素条件下载荷谱映射技术

指导老师： 文美林

需求学生数量： 4名

项目简介：

针对多因素条件下载荷谱构建需求，构建多因素-多状态耦合效应下的载荷谱映射方案。面向离散载荷数据，采用数据拟合方法进行连续化建模，解析多因素载荷的分布规律。面向连续采样数据，基于雨流计数法提取关键循环载荷特征建立载荷谱框架，并实现载荷谱强化外推。基于混合分布的载荷外推模型，采用朴素贝叶斯聚类确定最优基函数个数，通过EM算法实现参数估计，突破传统单分布模型对复杂载荷表征的局限性。

项目目前进度：已经完成前期调研工作。预期完成时间：2025年底。交流方式：每周线下开展项目会议，进行讨论。投入时长：预计每人每周三小时

学生能力要求：

拥有良好的学科基础和专业知识，对于项目有求知欲和探索欲

5.飞行器系统与设备预防性维修大纲智能生成方法

指导老师： 郭霖瀚

需求学生数量： 2-3名（已招2名）

项目简介：

研究基于LLM的RCMA报告生成与优化方法，基于多源数据进行预训练，利用RCMA历史报告、维护日志、故障数据库等多源数据，对大模型进行无监督预训练，结合监督微调（Fine-tuning），增强模型对RCMA专业术语、行业标准和分析逻辑的理解能力，提高报告生成的精准度和行业适配性。

学生能力要求：

熟悉大语言模型

6.新一代AI赋能的智能运维方法研究及系统开发

指导老师： 焦金阳

需求学生数量： 3-4名（已招2名）

项目简介：

传统运维模式面临专家知识依赖性高、诊断精度低、维护成本高和突发故障响应滞后等瓶颈。本项目聚焦可解释、生成式、大模型等新一代人工智能（Artificial Intelligence, AI）技术，探索AI技术与工业运维场景的深度融合，突破关键科学难题，提出智能运维新理论与新方法，开发相应采集-监测-诊断三位一体系统，为航空航天、能源电力、轨道交通等领域装备的安全可靠运行提供技术支撑。

学生能力要求：

1. 对科研有热情和激情；

2. 积极主动且有责任心；

3. 对python编程有一定的基础。

7. 轴承故障诊断大模型

指导老师： 陶来发

需求学生数量： 6-8名

项目简介：

机电系统具有结构复杂、任务多变、差异多样等特点，加之机电系统故障诊断能力构建面临的定制化要求强、环境适应性弱、泛化性不足等系列瓶颈问题，综合导致了故障诊断能力构建长期存在着开发周期长、交付滞后等现实困境。当前，在大模型驱动的新一轮技术变革下，各领域垂直大模型正垫付传统行业的设计模式、研发模式与应用模式，本项目面向机电系统故障诊断研发与应用需求，借助于大模型的强推理、强泛化等能力优势，以轴承为对象，开展故障诊断算法模型自主构建与源码智能生成等研究，打通故障诊断大模型技术流程，为新形势下机电系统故障诊断的研发与应用效能提升提供有效的技术支撑。

基于本项目可实现对学生以下能力的培养：前沿技术探索能力、持续研究攻关能力、大模型技术深度学习与应用能力、工程实践能力。

学生能力要求：

有较好的综合数理能力、代码能力基础，有对人工智能技术的兴趣爱好，有充足的精力投入，有探索新事物的热情和持续动力

8.低空eVTOL飞行器运行监控系统设计

指导老师： 苗永浩

需求学生数量： 5名（已招2名）

项目简介：

低空eVTOL飞行器将是未来主流的交通、物流运输工具，据预测到2035年，仅国内其市场规模将超过万亿人民币。其飞行安全也将随着该产业的迅猛发展而受到广泛重视。传统的数据测试、分析和诊断决策方式会因为数据采集困难、分析效率低、成本高等问题而难以满足要求，针对此，本项目拟借助边缘计算、云计算和无线传输等技术旨在开发一种低空eVTOL飞行器运行监控系统，嵌入故障诊断、深度学习算法实现该系统在手机端、遥控端的部署，为低空eVTOL飞行器运行监控提供支撑。其优势为：借助边缘计算、云计算等技术实现了数据在边端的采集和分析，避免了海量数据远距离传输带来的高成本和不可靠问题。系统集成数据采集、分析和远程传输功能，可实现低空eVTOL飞行器集群运行状态的实时监控。

本项目的核心框架已搭建、走通，部分难点已突破，有前期工作做铺垫。

学生能力要求：

1. 对动手实践、编程有兴趣；

2. 积极主动，愿意学习。

9.飞机结冰在线预警系统

指导老师： 王洵

需求学生数量： 4名

项目简介：

机翼、发动机进气口等迎风部位的结冰是航空事故的主因之一，实时结冰检测对于飞行安全至关重要。传统结冰探测器因检测范围受限，常造成漏检、误检。飞机飞行过程中气流与机体耦合激发的随机超声导波可在机体中长距离传播，携带了丰富的结构状态信息，可用于机翼结冰被动在线检测。本项目开发基于飞行流动噪声的飞机结冰被动在线预警系统，将在课题组现有软硬件平台的基础上，搭建集信号采集、无线传输、信号处理、结构检测、结冰预警于一体的飞机结冰在线预警系统。

学生能力要求：

具有一定的数理基础，有学习编程、系统开发的意愿

10.基于大模型的复杂装备保障性仿真应用技术

指导老师： 马麟

需求学生数量： 2-3名

项目简介：

本项目聚焦复杂装备保障性仿真中的参数不确定性、历史数据依赖性、建模复杂性等问题，研究大模型增强的保障性仿真建模与应用技术，同时避免大模型幻觉等问题的影响，力图实现“能力提升-风险可控”双目标。研究内容具体包括：保障性仿真中大模型适用场景的提取、大模型幻觉问题的产生与应对措施分析、保障性仿真中大模型应用的风险管控方法等，并开发基于典型开源大模型的保障性仿真建模工具与大模型应用的风险分析评估工具。

目前项目刚刚启动，预计完成时间1年，交流频次为每2周1次。

学生能力要求：

1. 对大模型应用感兴趣，熟悉提示词；

2. 具备一定的编程能力，Python或C++。

11.可靠性试验数字孪生工程应用平台设计

指导老师： 戴伟

需求学生数量： 4名

项目简介：

可靠性试验数字孪生工程应用平台设计，通过创建产品物理实体的数字化映射，以工业知识图谱及大模型能力为核心能力，构建可靠性数字孪生工程应用平台，提供各类数据采集、可靠性机理仿真与物理试验管理、故障分析与处理、可靠性评估预测等能力，以正向设计优化产品性能和可靠性技术要求，帮助用户制定更完善的产品设计整体方案，辅助产品性能与可靠性集成设计优化。

目前相关项目正在开展，学生参与研讨并共同开发。

学生能力要求：

对数字孪生、人工智能有兴趣

12.面向价值传递的社交媒体推荐算法优化

指导老师： 李瑞莹

需求学生数量： 2-3名

项目简介：

宝子们，咱刷社交媒体的时候，是不是有过这种体验：你搜索了一个主题，接下来的一段时间，各种相关内容就跟雪花似的往咱手机屏上飘。这背后，其实就是内容推荐算法在“搞事情”，它可是社交媒体信息传播的大“boss”。

推荐算法对我们快速获取相关信息有很大的帮助，但如果算法主要根据用户点击推荐高相关度推文，就可能导致低质量或负能量内容过量传递。这个项目计划现有推荐算法基础上，引入价值评估机制，引导用户关注具有社会价值、情绪价值的高质量推文。同时，我们还计划开发一个效果演示工具，展示推荐咱“可靠”牌算法在社会价值、情绪价值提升方面的效果。你，来体验吗？

学生能力要求：

有python基础，有责任心和主动性

13. AI使能运输包装件可靠性设计数字孪生技术研究

指导老师： 姚金勇

需求学生数量： 3名

项目简介：

研究背景:运输包装件在物流过程中易受冲击、振动等影响，导致产品损坏。传统设计方法依赖经验，难以精准预测包装性能。数字孪生技术为包装设计提供了新思路，结合AI技术可进一步提升设计效率和可靠性。

研究内容:本研究旨在构建AI使能的运输包装件可靠性设计数字孪生系统，主要内容包括：

1. 多源数据融合与虚拟模型构建:整合包装材料、结构、运输环境等多源数据，构建高保真虚拟模型，准确反映包装件性能。

2. AI驱动的可靠性分析与优化:利用机器学习算法分析历史数据，预测包装件在不同运输环境下的可靠性，并通过智能算法优化设计参数，提升包装性能。

3. 数字孪生系统开发与验证:开发数字孪生系统，实现虚拟模型与物理实体的实时交互与数据驱动，并通过实验验证系统精度与可靠性。

研究意义:本研究将推动运输包装件设计向智能化、数字化方向发展，提升包装可靠性，降低物流成本，为物流行业提供技术支持。

学生能力要求：

熟悉python编程，有机械设计，熟悉CAD、CAE设计优先。

14.基于数字孪生的机载非电子设备失效率基础数据获取技术研究

指导老师： 姚金勇

需求学生数量： 3名

项目简介：

研究背景：机载非电子设备（如液压系统、机械结构等）是飞行安全的关键，但其失效模式复杂，传统方法难以准确获取失效率数据。数字孪生技术通过构建虚拟模型并实时映射物理状态，为失效率数据获取提供了新思路。

研究内容：本研究旨在构建基于数字孪生的机载非电子设备失效率基础数据获取技术体系，主要内容包括：

1. 多源异构数据融合与建模：整合传感器、历史维护等数据，构建设备的多维度数字孪生模型，准确反映其运行状态。

2. 失效机理分析与特征提取：结合物理模型和数据驱动方法，分析设备失效机理，提取关键特征参数，建立失效特征库。

3. 实时状态监测与失效率预测：基于数字孪生模型，实时监测设备状态，结合失效特征库，预测失效率变化趋势。

4. 数据验证与模型优化：通过实验和实际数据验证模型的准确性，并持续优化模型参数，提升预测精度。

研究意义：该研究将推动机载非电子设备失效率数据获取的智能化，为设备健康管理、维修决策提供数据支持，提升飞行安全性和经济性，并为数字孪生技术在航空领域的应用提供参考。

学生能力要求：

熟悉机械设计

指导老师： 张卫方

需求学生数量： 3名

项目简介：

学生能力要求：

对有限元仿真感兴趣，具有较高的科研热情

16.基于MWORKS的航天器姿态控制系统建模软件

指导老师： 许丹

需求学生数量： 3-4名

项目简介：

航天器姿态控制系统是确保航天器在轨道运行过程中保持稳定姿态的关键系统，对航天任务的成功实施具有决定性影响。本项目旨在基于MWORKS软件，构建一套航天器姿态控制系统故障动力学建模软件，进行系统集成与可视化仿真平台开发，实现对航天器姿态动力学、控制算法以及执行机构的精确建模与仿真，以及多种故障注入与系统退化模拟。该平台不仅能够模拟太阳辐射压、大气阻力、地球磁场等空间环境因素对航天器姿态的影响，验证不同控制策略的效果，同时实现关键组件的故障注入与性能退化模拟功能，能够仿真各类执行机构失效、传感器精度衰减、控制系统参数漂移等可靠性问题，为航天器在轨运行的安全性与可靠性提供技术支持。

学生能力要求：

1.有MATLAB/Simulink或MWORKS软件使用经验的优先；

2.具有良好的编程能力，会C++/Python等至少一门编程语言；

3.对系统建模有浓厚兴趣，有意向参加相关竞赛。

17.基于生成式人工智能的国产集成电路鉴定检测试验项目设计系统

指导老师： 王香芬

需求学生数量： 3-4名

项目简介：

随着国家自主可控战略的推进，国防装备在元器件选型上逐步实现国产化。国产集成电路作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，日益成为智能化设备的关键支撑和重要基石。鉴定检测试验是评定国产集成电路质量水平的重要手段之一，如何快速准确的设计检测试验项目是开展集成电路鉴定检测的基础。

基于生成式人智能的国产集成电路检测试验项目设计通过构建相关标准数据库、历史检测数据库，集成电路信息库，根据集成电路特性、应用领域、详细规范和可靠性要求，利用大语言模型对历史检测数据进行分析和优化，从历史检测数据中挖掘规律，基于历史检测数据和相关标准知识，利用人工智能学习算法自动设计生成最优的检测试验项目、试验条件、判据和流程，开发基于生成式人工智能的国产集成电路检测试验项目自动生成系统，促进智能化检测技术的发展，提升集成电路生产企业和第三方检测机构检测试验的效率和准确性，降低试验成本。

学生能力要求：

1. python语言；

2. 生成式人工智能基础知识;

3. 了解集成电路检测基础。

18.盲人智能陪伴系统

指导老师： 韩明红

需求学生数量： 5名（3人软件设计，2人硬件设计）

项目简介：

目前，我国有超过1700万视力障碍人士，占全国残疾人口的17%。盲人的日常出行需要更多的社会关注与支持。盲人在日常出行时会遇到各种障碍，比如行人、自行车，电动车，繁忙的十字路口，甚至是占用盲道的汽车等情况，同时也无法分辨周边的场所和设施，造成生活不便和危险。

学生能力要求：

1. 对科研和竞赛有兴趣（该项目参加大创、冯如杯，视进展情况参加挑战杯等竞赛），能够合理安排学习与科创时间。有团队精神和探索精神，主动性高，有责任心；

2. 具有一定的python、C语言编程基础或学习热情，对人工智能和大语言模型有兴趣；

3. 具有一定的实践动手能力。

19.智能太阳能路灯光伏面板清洁机器人

指导老师： 韩明红

需求学生数量： 5人（已招2人，还需2人软件设计，1人硬件设计）

项目简介：

近年来，随着技术的不断进步和市场的不断扩大，太阳能路灯市场规模也在持续增长。截至目前，我国太阳能路灯的数量保守估计在150万至200万盏之间。太阳能路灯在减少了能源消耗和碳排放的同时，有利于环境保护，方便了人们的日常出行。但是，时间一长，太阳能路灯光伏面板上就会积累大量灰尘，大大降低光伏发电效率。

因此，本项目计划开发一款智能太阳能路灯光伏面板清洁机器人，利用先进的人工智能视觉处理技术，定位导航技术，实现定点太阳能路灯光伏面板的自动清洁。该机器人可以根据定位找到需要清洁的路灯，智能判断光伏面板的边界，自动完成清洁路径规划，自动调整与光伏面板的接触距离、角度和清洁力度，完成光伏面板的清洁任务，并自动返航。

该项目已有一定的基础。

学生能力要求：

1. 对科研和竞赛有兴趣（该项目参加大创、冯如杯，视进展情况参加挑战杯等竞赛），能够合理安排学习与科创时间。有团队精神和探索精神，主动性高，有责任心；

2. 具有一定的python编程基础或学习热情；

3. 具有一定的机械设计基础和动手实践能力。

20.基于深度学习的塑封器件分层缺陷分类方法研究

指导老师： 黄姣英

需求学生数量： 3名

项目简介：

调研塑封器件分层缺陷的失效机理和失效模式，学习声学扫描显微镜工作原理及操作模式，针对不同的声学扫描显微镜图像，研究滤波方法、图像降噪方法，构建深度学习算法模型，并完成模型验证，实现分层缺陷高效、自动分类，为塑封器件拒收提供判据，提高筛选出不符合质量要求产品的效率

学生能力要求：

1. 对科研竞赛有兴趣，主动性高；

2. 团队合作意识强，对元器件可靠性感兴趣。

21.典型元器件加速寿命试验设计与激活能计算软件开发

指导老师： 黄姣英

需求学生数量： 3名

项目简介：

基于PyQt5可视化编程语言, 设计单应力加速寿命试验设计与评估界面，软件设计基于加速寿命试验的应力施加类型，分为“单应力一个应力水平”“单应力多个应力水平”“多应力”三个模块，形成加速寿命试验设计与激活能计算软件。

“单应力一个应力水平”模块涉及输入、加速因子、退化建模和可靠度评估。“单应力多个应力水平”模块涉及导入数据、每组应力水平寿命分布、加速模型拟合和指定应力水平下的寿命值。“多应力”模块包括输入、计算伪寿命、可靠性评估。

学生能力要求：

1. 对科研竞赛有兴趣，主动性高，懂编程；

2. 团队合作意识强，对元器件可靠性感兴趣。

指导老师： 黄婷婷

需求学生数量： 2-5名

项目简介：

学生能力要求：

1. 对科研和动手实践有兴趣；

2. 有一定的编程基础或有兴趣学习。

23.无人机配送保障效能分析与优化研究

指导老师： 王乃超

需求学生数量： 2-3名

项目简介：

在现代物流配送中，无人机的作用日益凸显，而无人机配送外卖更是其中的典型应用。鉴于外卖需求的时效性和阶段性特点，本研究旨在构建一套最优的保障方案，以确保无人机配送的高效运行。

首先，需要在合适的区域配置合适数量的无人机。这需要综合考虑外卖需求的密度、配送范围以及无人机的续航能力等因素，通过数据分析和模拟测试来确定最佳的无人机数量和部署位置。

其次，为保障无人机能够快速响应需求，需要在站点配置一定数量的备用电池。备用电池的数量应根据无人机的使用频率、配送任务的高峰低谷以及电池的充电时间等因素来确定，以确保在任何时候都有足够的电池供应，使无人机随时处于待命状态。

再者，设置合理的充电策略至关重要。可以采用分批次充电的方式，将电池充到一定电量即可，这样可以提高充电设备的利用率，给更多的电池充电，从而使得更多的无人机能够完成配送业务。同时，还可以根据配送任务的紧急程度和电池的剩余电量，动态调整充电优先级，确保关键任务的电池需求得到优先满足。

此外，电池的保养也是保障方案中的关键环节。使用过一段时间或充放电达到一定次数的电池需要进行集中保养。为此，需要建立完善的电池维护计划，合理安排保养时间，尽量减少保养对日常配送的影响。同时，设置充电次数的梯度，避免过多电池同时进入预防性维修，确保电池的使用寿命和性能得到最佳维护。

本研究将优化以上措施，力求构建一个高效、可靠的无人机配送外卖保障体系，为消费者提供更加快捷、准时的外卖服务，推动无人机配送在外卖行业的广泛应用。

学生能力要求：

有探索精神和学习热情

24.基于多模态影像的淋巴瘤诊断及分型方法

指导老师： 华佳东

需求学生数量： 3-4名

项目简介：

淋巴瘤是起源于淋巴系统的恶性肿瘤，发病率逐年升高。淋巴瘤早期诊断和分型对于预后和治疗方案的制定至关重要。基于非侵入多模态影像（B超和CT）的淋巴瘤快速诊断与初步分型具有重要意义。因此，建立淋巴瘤诊断与分型智能模型，实现淋巴瘤、良性肿瘤、恶性肿瘤和炎性病变的准确区分，进一步实现霍奇金、B细胞和T细胞淋巴瘤的准确分型，具有重要的临床应用价值。

学生能力要求：

具备一定的python基础或对python编程感兴趣。

25.端到端无人车辆安全控制

指导老师： 蒋楷

需求学生数量： 3名

项目简介：

通过学习最新的安全强化学习算法，构建有安全保证的端到端自动驾驶网络，在仿真环境下训练无人越野车辆自主安全驾驶。

学生能力要求：

熟悉Python、Matlab编程软件，对深度学习算法有一定了解

26.基于大语言模型的可靠性评估

指导老师： 刘杰

需求学生数量： 3名

项目简介：

通过大预言模型微调，开展可靠性建模和评估。预计每周一次交流。

学生能力要求：

通过大预言模型微调，开展可靠性建模和评估。

27.ReliBot——基于大语言模型的软件可靠性需求智能助手

指导老师： 李秋英

需求学生数量： 2-4名

项目简介：

软件可靠性需求获取是软件可靠性工程的关键步骤，影响着软件系统的后续开发和设计，是软件质量的重要保证。传统的软件可靠性需求获取通常是由需求提供者、需求分析师和软件可靠性工程师合作完成，需要花费大量的时间和成本。本项目提出基于大语言模型（LLM）的智能化需求获取框架，通过模型微调和模型重构等，从非结构化文本（需求文档、用户反馈、故障模式库等）中自动提取软件可靠性需求，并构建可视化界面，以提高获取软件可靠性需求的效率。

学生能力要求：

python编程能力

28.基于多变量模糊控制与AI的医学诊断数字人构建

指导老师： 马剑

需求学生数量： 4-5名

项目简介：

本项目借鉴装备系统的故障诊断原理，面向人体疾病传播智能分析和诊断，以及治疗方案的辅助生成需求，致力于将传统中医理论中的人体系统化认知，与现代AI技术、控制理论等相融合，通过多变量模糊控制、数字孪生等手段，对传统人体内脏功能、代谢过程、以及信息传递关系，从系统级层面进行程序化建模与表达，并基于中国中医科学院广安门医院等临床单位收集的患者数据，构建中医数字人模型。项目来源于所参研的科技创新 2030“癌症、心脑血管呼吸和代谢性疾病防治研究”重大项目“中医药协同PD-1/PD-L1 抑制剂提升晚期肺癌临床疗效的干预方案研究”。

学生能力要求：

1. 对科研充满兴趣，有责任心；

2. 思维开阔、积极主动。

3. 有一定python编程基础。

29.基于AMEsim与彩色超声多普勒的心脏功能逻辑建模与先心病特征挖掘

指导老师： 马剑

需求学生数量： 4-5名

项目简介：

先天性心脏病（简称：先心病）在新生儿先天性畸形中约占 28%。目前的筛查主要依赖具有丰富影像诊断经验的专业医生，不仅对人工经验的依赖度较高，而且整体筛查效率和精度难以获得有效保障。此外，先心病种类繁多，对于各类疾病特征的认知不全面，而拥有深厚临床与影像诊断经验的医生数量有限，导致大规模早期筛查和诊断面临较大挑战，进而造成大量新生儿未能及时确诊并得到有效治疗。本项目旨在综合利用首都医科大学提供的先心病患者彩色超声多普勒数据，结合机械液压领域的流体数值仿真技术，将故障注入、故障检测诊断领域的相关原理与方法移植到医学领域，通过复杂系统建模与仿真平台AMEsim搭建心脏功能逻辑模型，模拟血流在正常及不同类型先心病状态下的动力学变化，分析各类先心病的疾病特征。项目结合数值仿真技术，为临床医师进一步认知先心病及其特征，进而设计更为全面、高效、准确的诊断与筛查方法奠定基础。

学生能力要求：

1. 对心脏结构和原理有初步理解，或能够自学相关基础理论；

2. 能够自学液压系统原理、AMEsim的建模与仿真流程。

30.基于摩擦电的智能盂唇研究

指导老师： 何晶靖

需求学生数量： 4名

项目简介：

髋关节是人体最大的承重关节，其正常结构与功能的维持对人体的正常活动均至关重要，其中髋臼盂唇起到了“密封圈”的关键作用。髋臼盂唇是指附着于髋臼边缘的U型纤维软骨环，它能封闭关节腔形成负压，使得腔内的关节液不易流出，阻止股骨头软骨与髋臼软骨的直接接触，减缓软骨磨损，增加关节的稳定性。盂唇损伤在临床上十分常见。

而作为一种颠覆性的纳米能源技术，摩擦纳米发电机利用摩擦效应和静电感应效应的耦合作用，能够实现自供电及产生脉冲交流电，为无源微电流愈合技术提供新思路。现有研究表明，摩擦纳米发电机不仅能够通过摩擦产生的微电流来促进伤口愈合，并且由于微电流具有抑菌及抑制炎症的功能，更能够加速感染伤口的愈合并促进组织修复。

本项目基于新型摩擦纳米发电机技术，研究基于摩擦纳米发电机微电流刺激的自修复盂唇，实现高性能生物友好性摩擦电纳米发电机。

希望每周一次交流，如考期等特殊情况，可以两周或者一月一次。

学生能力要求：

愿意主动沟通、喜欢动手，爱尝试新事务

31.集群行为研究与试验验证

指导老师：王立志、王晓红

需求学生数量：3名

项目简介：

在生物界中，生物群体基于有限的行为、简单的规则及信息交互就可完成生物群体复杂的团队活动；在智能体集群协同的复杂多变系统中，多个智能的独立个体也可以依靠彼此间的空间组织行为、集群通讯行为、任务相关行为等表现出具有分布式、自组织、协作性、稳定性等特点的系统性群体行为。本研究主要对这类以组织行为协同工作的群体所表现出的个体行为、群体行为及其之间的相互关联协同的作用机理和影响关系进行调研与分析，并运用多智能体仿真软件（anylogic）、kilobot小型机器人加以运用实现，籍此对上述理论研究工作进行试验、分析和验证。

学生能力要求：

具有文献调研能力、具备一定编程基础（例如C语言、python等）。

32.基于视觉语言模型的装备维修流程规范性检测方案设计

指导老师： 周栋

需求学生数量： 2-3名

项目简介：

大型装备维修面临实时监控缺失、动态参数失控与质检滞后三大痛点，现有纸质手册核验模式难以满足复杂操作规范要求。

学生能力要求：

对python编程有一定兴趣，有一定的自学能力与发散思维

33.基于晶体塑性力学的混合键合跨尺度裂纹仿真方法

指导老师：万博

需求学生数量：3-5名

项目简介：

目前，将互连维度扩展至三维的芯片堆叠技术是业界公认的满足当今中高端应用所需性能的唯一解决方案，以满足便携式电子设备的超薄、超轻、高性能和低功耗的市场需求。而在三维芯片键合技术中，混合键合工艺打开了三维集成电路后摩尔时代的一条新通道，备受业界期待且被视为是发展3D封装下革命性技术，但其再界面键合强度、晶圆翘曲等可靠性上面临巨大挑战。

针对混合键合可靠性问题，开展失效模式和失效机理研究，分析Cu-Cu界面在指定条件下的晶粒分布与空洞分布规律及对界面可靠性影响，完成指定应力条件下的裂纹形成及扩展过程仿真。

学生能力要求：

富有激情，有责任心，积极沟通，对有限元仿真感兴趣

34.基于人工智能的先进封装三维互联结构热疲劳寿命预测

指导老师：付桂翠

需求学生数量：3-5名

项目简介：

随着半导体技术的迅速发展，电子封装技术已成为制约电子设备性能的关键因素之一。电子器件进入微纳米尺度后失效机理更加复杂，传统的失效评估方法难以适用。玻璃通孔（Through Glass Via，TGV）具有高频电学性能优良、成本低和机械稳定性强等优点，TGV三维互连技术允许电子信号通过玻璃基板中的微小孔洞进行传输，这对于高性能计算和通信设备至关重要。本课题以互连结构TGV玻璃通孔为研究对象，围绕着TGV结构特征与热疲劳寿命预测的问题展开深入的研究。通过有限元仿真和人工智能算法相结合的方法，对互连结构TGV热机械可靠性进行深入分析和寿命预测，以期为先进封装设计优化和可靠性应用提供理论依据和技术支持。

学生能力要求：

1. 积极主动，有责任心；

2. 有一定的学习能力。

35.基于曲面断层影像的智齿角度与第二磨牙远中间隙相关性分析及预测建模

指导老师：周晟瀚

需求学生数量：3-4名

项目简介：

智齿阻生是临床常见问题，可能导致邻牙龋坏、牙周炎症等并发症。第二磨牙（7号牙）远中间隙不足与第三磨牙(智齿)萌出角度异常密切相关。青春期是颌骨发育和智齿钙化的关键阶段，但传统临床决策多依赖成年后的影像评估，错失早期干预时机。本研究旨在分析利用曲面断层影像（PAN）数据，发展智能影像测量技术，能够提取智齿初始角度、第二磨牙远中间隙等关键参数，构建青春期智齿角度预测模型，揭示其与第二磨牙远中间隙的相关关系，为青少年正畸干预和阻生风险分层提供数据支持。

项目计划与合作三级医院展开联合研究，计划10-12个月完成工作。计划每月2次项目交流，1-2次合作单位访谈。

学生能力要求：

对科研竞赛有兴趣，主动性高，有精力和意愿学习了解相关基础医学知识和数据分析技术。具体需要：

1) 影像数据处理及标注，1人；

2) 相关性分析与预测建模，1-2人；

3) 模型交叉验证与临床数据反馈分析，1人

36.基于QwQ-32B的智能化故障分析与预测系统

指导老师：胡薇薇

需求学生数量：3名

项目简介：

该项目将为参与学生提供在先进制造、人工智能、可靠性分析等交叉学科方向上的研究实践机会，助力未来在智能制造与工业AI领域的发展。

目前进度：

- 已开发一个简易Demo，基本实现了FMEA分析的初步功能。

- 仍需结合大模型进行智能化扩展，并优化数据结构与交互界面。

2. 项目时间安排（2025年4月 - 2026年3月）

2025年4月：完善FMEA数据结构，优化存储和查询方式。

2025年5月 - 2025年6月：整合大模型，实现FMEA分析自动化，并优化交互界面。

2025年7月 - 2025年8月：测试和优化软件功能，提高故障预测和分析的准确性。

2025年9月 - 2025年10月：进行硬件选型，探索FMEA系统在嵌入式平台上的实现。

2025年11月 - 2025年12月：整合工业传感器数据，实现基于实时数据的故障预测。

2026年1月 - 2026年2月：优化系统，提升稳定性和用户体验。

2026年3月：完成系统测试与优化，撰写研究报告，并探索产业化方向。

学生能力要求：

1. 数据处理：具备基本的数据分析能力，能处理Excel、数据库或文本数据。

2. FMEA基础：对可靠性分析或设备故障诊断有一定了解，愿意学习相关知识。

3. 团队协作：具备科学上网能力，能够积极参与项目讨论，并与团队成员合作。

37.基于多源数据的风电场功率预测研究

指导老师：赵广燕

需求学生数量：2-3名

项目简介：

新能源发电功率预测是基于新能源电力波动性和不稳定性特征而产生的一种需求。由于风力随时在变化，不确定性较大，风力发电具备波动性和间歇性特征。随着新能源的大规模并网，各地能源监管机构对新能源电站发电功率预测考核日趋严格，因此亟需高效准确的风电功率预测技术，以辅助电站上报考核指标。本项目针对影响风力发电的主要因素，重点考虑天气预报数据、测风塔数据、气象站数据、机组历史功率数据等多源数据，建立风电功率预测模型，进行风电场功率预测。

学生能力要求：

1. 积极主动，有责任心，愿意投入时间；

2. 喜欢数学建模；

3. 具有一定的编程基础。

38.基于JLVCSIM的体系级可靠性仿真实验平台

指导老师：赵广燕

需求学生数量：3名（已招1名）

项目简介：

JLVCSIM是面向对象、多领域、多分辨率的一体化仿真集成及建模框架，支持系统级至战役级仿真，具备通用的建模、仿真、分享与集成功能，有良好的可视化效果。本项目拟基于JLVCSIM仿真平台，研究平台的行为仿真算法及接口实现，实现复杂对象的可靠性建模及融入，设计并开发可靠性扩展插件，实现体系级的可靠性仿真、评估等功能。

学生能力要求：

1. 积极主动，有责任心，愿意投入时间；

2. 具有一定的编程基础，或喜爱编程

39.基于集成机器学习的涡喷发动机状态智能预测与维修质量评估研究

指导老师：杨力

需求学生数量：3名

项目简介：

本项目拟开展基于集成机器学习的涡喷发动机性能智能预测与维修质量评价方法研究。基于航天涡轮发动机的实际试车试验数据以及装配数据，a) 设计集成机器学习驱动的高维数据训练方法，b) 探索发动机多源装配数据与实际服役性能之间的关联特性，c) 建立性能状态预测和装配质量评估模型，并设计装配优化方案，实现发动机试车前的性能智能预测及修理质量预先评估，为发动机稳定高效服役和高效智能运维提供方法支持。

学生能力要求：

欢迎具有良好的数学基础，对机器学习感兴趣的同学。

指导老师：陈云霞

需求学生数量：5名（已招2名）

项目简介：

当前，锂离子电池退化与异常状态在线预测面临高精度算法部署难的瓶颈问题。现有方法多基于实验室数据离线数据分析，依赖阻抗谱、CV曲线等高维信息构建退化与异常状态检测模型，尽管在离线端取得了高精度结果但难以满足真实工况下实时监测需求。其算法复杂度高、计算资源消耗大，导致在边缘系统中难以实现动态响应与低延时诊断。

学生能力要求：

1. 对科创训练怀有热情，能够合理安排学习与科创相关实验时间；

2. 具备matlab、python等科学计算相关的编程语言使用经历；

3. 对信号测试与处理有兴趣，具备一定的文献调研与阅读能力。

41.复杂网络攻防博弈

指导老师： 樊冬明

需求学生数量： 4名

项目简介：

在当今时代，各类系统愈发复杂，且正逐步向网络化方向迈进。与此同时，蓄意的网络攻击也呈现出不断涌现且日益复杂的态势，这对网络的安全性和可靠性构成了极大的威胁。在此背景下，开展基于攻防的网络博弈研究显得尤为迫切。通过从攻击者和防御者双方的视角出发，深入探索网络的鲁棒性与韧性，能够更好地应对网络空间中复杂多变的攻防对抗，从而有效提升网络系统的整体安全防护能力。

因此，本课题旨在开发一套复杂网络攻防的可视化演示系统，扮演攻击者和防御者两种角色，通过构建真实网络中的负载流动，研发攻击策略和防御策略，在对抗中相互博弈，并对网络的性能进行评估和优化。

预计每周需投入1-2天。

学生能力要求：

1. 对科创训练怀有热情，具备探索精神，主动性强；

2. 具备一定的编程能力。

42.从经典实验中学习创造

指导老师： 李晓阳、吴金闪（北京师范大学系统科学系教授）

需求学生数量： 5名

项目简介：

科学必须具备“可证伪性”，而科学规律的验证离不开实验设计。可以说，科学就是从巧妙设计的实验中发展而来的。实验设计始于对现象的观察与解释，包括提出问题、设计实验、进行测量、提出概念和假设、进行逻辑推理和计算，最终实现实验验证。这些步骤共同构成了科学研究的方法。同时，真正的科学精神要求我们不受既有理论的束缚，只有那些经过我们自己理性审查和证实的知识，才能被接受并融入我们的思维。本项目以创造知识、体会科学思维为目标，通过巧妙的实验装置与控制观测方案，对自由落体实验、克拉德尼斑图实验、日晷实验、拉瓦锡氧气实验等经典实验进行重塑，旨在让学生从经典实验中学习思维诞生的过程，成为知识的创造者和创造性使用者。

学生能力要求：

参与学生应具备科学理论基础，具有独立思考和团队合作的能力，以及一定的动手动力来完成基本的实验操作。

43.AI4Areation第II期

指导老师：李晓阳，廖伟骏

需求学生数量： 5名

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