“他踏實努力、有擔當、抗壓能力極強。”提及劉冬旭，他的同學陳博威敬佩地說道。劉冬旭是電氣與信息工程學院2019級的一名本科生，他曾在高中時期和當時的團隊一起成功組裝無人機并使其順利升空，伴隨著無人機騰飛而起的除了雀躍的心情，還有尚且稚嫩的科創(chuàng)夢想，科研的種子就這樣在他心中悄然種下。樹木會發(fā)芽，孩子會長大，當時的種子經(jīng)過四年的醞釀，如今已長成大樹，結出甜美的果實。

扎根：“茫茫選擇，堅定熱愛，路途坎坷亦可到達”

2019年，劉冬旭懷揣著對未來的期待，進入到鄭州大學機械與動力工程學院學習。初入大學校園，各式各樣的社團活動讓他眼花繚亂。他積極參加了足球隊、吉他社等組織，試圖從各個維度充實自己。在豐富多彩的大學生活徐徐展開之際，劉冬旭始終不忘自己的科創(chuàng)夢想。他嚴肅對待、認真準備，終于通過重重考核成功加入電宇智控實驗室，并在學長的帶領下開始參加科創(chuàng)項目。在這個過程中他對實驗室的明確分工愈加了解：機械組的成員負責機械建模及產(chǎn)品外殼構造；電路控制組的成員負責組裝產(chǎn)品內部電路，控制產(chǎn)品運作。伴隨著學習的深入，劉冬旭逐漸對自己所學專業(yè)有了新的想法，“相對于機械組的項目外殼打造，我對如何操縱和控制一個機器更感興趣，因此我開始不滿足于目前所學的知識，萌生了轉專業(yè)到電氣與信息工程學院的想法。”

然而，事情卻沒有劉冬旭想象的那么簡單。2020年初，新冠肺炎疫情在全國范圍內爆發(fā)。教學任務全部改為線上進行，居家學習成為必需，正常的學習進度與計劃被打亂，本應在大一下學期進行的轉專業(yè)也延后至大二上學期進行。由于轉專業(yè)的要求，他需要在一個學期之內完成電氣與信息工程學院大一年級整一年的學習任務，又不能落下現(xiàn)在學的功課。除此之外，他還需要兼顧實驗室的項目。

巨大的學業(yè)壓力面前，劉冬旭選擇迎難而上。“在那段忙碌的日子里，我養(yǎng)成了制定計劃的習慣。”他分享道。針對每日、每周、每月，甚至每學期，他都做好了充分的學習計劃。備戰(zhàn)英語四六級考試期間，即便身負多項實驗任務，劉冬旭仍然堅持每天認真落實英語單詞的打卡。學習計劃的完成不在于數(shù)量的多少，而在于質量的高低，但一旦下定決心去做，就要做到“今日事今日畢”，這是他一直堅持的準則。

“在我的印象當中，劉冬旭是個對待任何事都很認真努力的人，”談起自己的室友，機械與動力工程學院2019級余浩誠語氣中滿是敬佩，“他剛轉專業(yè)的時候課業(yè)繁多，經(jīng)常每天復習到半夜。兼顧科研比賽和學習成績，這在我看來是一件很難的事情。”在專心于科創(chuàng)項目的同時，劉冬旭對于自己的課業(yè)成績也有著嚴格的要求。由于選擇了轉專業(yè)，許多課程安排產(chǎn)生了難以調節(jié)的沖突，針對這些課程他只得選擇自學：“我因此發(fā)現(xiàn)了豐富的網(wǎng)絡學習資源。”劉冬旭用一種發(fā)現(xiàn)了寶藏的語氣，興奮地說道：“網(wǎng)絡上有著許多優(yōu)秀的教學資源，我可以根據(jù)自身的情況來進行選擇與組合，這樣既鍛煉了我的學習能力，又讓我的整個學習框架更加系統(tǒng)化。”

向下扎根才能向上生長。劉冬旭所種下的科研的種子，就在日復一日的堅持與努力之中汲取著向上的力量，只待春雨到，便得破土出。

成長：“結果的絢麗來自于一步步向前的過程”

說起科創(chuàng)方面的話題，劉冬旭一下有了精神頭：“要說可以稱得上是‘科創(chuàng)啟蒙’的項目，還是非‘瀚海號’無人航行器莫屬。”這是兩年前他和團隊完成的水下機器人的項目。

這個項目的前身是鄭州大學水下機器人實驗室團隊研發(fā)的“哪吒”AUV無纜水下機器人，該項目奪得了2020年中國機器人大賽冠軍。劉冬旭和實驗團隊的伙伴們要在學長們的研究基礎之上對該項目改造外殼、增強性能，進行進一步完善。與“哪吒”相比，劉冬旭及其團隊在設計外殼時采用了更加流暢的左右對稱設計，減少了摩擦阻力，并且進一步完善了機器人的防水功能。“因為這個機器人有著水藍色的外殼，所以我們又稱之為‘小藍’。”劉冬旭笑著講道。

對于“小藍”的研發(fā)，整個團隊雖然在一定程度上參考了學長們的研究成果，但絕大多數(shù)內容，劉冬旭及其團隊還是不斷進行了新的嘗試。“理論很美好，現(xiàn)實很殘酷”，不到真正下水的那一刻，誰都無法斷言項目萬無一失。實踐過程中問題層出不窮，重心與浮心的計算偏差、配重塊與浮力塊安裝位置判斷的失誤、機器本身的防水問題……任何一個環(huán)節(jié)的出錯都會導致實驗結果以失敗告終。

成功就在一次次失敗的經(jīng)驗積累中到來。機械組通過3D建模等技術打造好“小藍”的外殼和機械組件；電控組將連接好的電路細致組裝到“小藍”的體內；軟件組將編好的程序代碼啟動。在三個小組各司其職、齊心協(xié)力下，“小藍”終于邁出了水下行進了第一步。萬事開頭難，“小藍”在團隊的通力合作下越走越順暢，最終走向了全國三維化數(shù)字化創(chuàng)新設計大賽全國一等獎的領獎臺。

這次獲獎經(jīng)歷讓劉冬旭倍感驚喜。“其實在最開始，我們并沒有去想這個傾注了我們的心血的項目會拿到什么樣的獎項，”他回想起自己大二下學期暑假的科創(chuàng)經(jīng)歷，“我們最感興趣、最希望得到的是在做實驗過程中每一次小的成功，這是我們想要追求的實質性的東西。”

在接觸這個項目期間，劉冬旭在自己原機械類專業(yè)的基礎上，逐漸學習并掌握了電路控制技術，實現(xiàn)了整個裝置制作、控制的融會貫通，成功地檢驗了自己扎實的知識基礎。這次的經(jīng)歷是劉冬旭科創(chuàng)之路上頗具意義的成長過程。

“小藍”意料之外情理之中的獲獎就如同春雨，春雨到，萬物生，劉冬旭心中科研的種子已萌出枝芽，正在快速生長。

碩果：“最有獲得感的不是獎項，是他們臉上的笑容”

隨著科研慢慢深入，劉冬旭發(fā)現(xiàn)電氣與信息工程學院沒有一個專門讓本科生鍛煉科研能力的實驗室。于是，他積極聯(lián)系輔導員和學院老師，成立了電宇智控本科實驗室。伴隨著實驗室的一步步建立，他的科研理想也不斷的落地生花。

“機械是用于人的，發(fā)明不只是追求技術多么高深，更重要的是追求社會貢獻。希望我做的項目可以讓這個社會變得更好一點。”基于中醫(yī)腧穴按摩理論的多感結合視力防護理療儀是一個完全由劉冬旭自己組織的項目，也是電宇智控本科生實驗室創(chuàng)立后的第一個項目。這個項目可以說是他進行醫(yī)工結合研究的開端。“現(xiàn)在近視群體越來越年輕化，近視的人數(shù)也越來越多。無論是從國家戰(zhàn)略還是個人健康來說，視力的保護都是極為重要的。”劉冬旭以此為靈感，結合中醫(yī)穴位，帶領團隊成員發(fā)明了視力防護理療儀。理療儀的外觀如同頭盔，它運用面部識別技術，對每個孩子進行個性化的按摩；與此同時，在一些敏感度較低的穴位，它會使用電刺激模式，進一步對穴位進行刺激，以達到理療效果的最大化。與孩子自己做眼保健操相比，這款儀器對于面部的穴位的識別更加精確，按摩力度也更加均勻。在對比試驗中，視力防護理療儀表現(xiàn)不俗，使用者的眼部疲勞得到明顯的緩解，劉冬旭也為此無比高興。

對于劉冬旭來說，在科研中最具獲得感的時刻不在于項目獲得了多大的獎項，也不在于自己獲得了多少的榮譽，而在于看到項目受益者臉上真切笑容的瞬間。在“夕暮暢享——穿戴式CVD多傳感訓練康復設備”的研發(fā)中，劉冬旭與團隊成員去醫(yī)院進行項目測試，那是他第一次親眼看到腦卒中患者。他腦海中抽象的病理名詞，在那一刻成了一個個具體的人。劉冬旭至今都沒有忘記當時心中涌動著地強烈期望，“我一定要做好這個項目，一定要讓他們的康復訓練更加方便，更加有效。”該設備使用Brunnstorm技術對患者的運動能力進行評級，同時結合Unity實時3D互動使患者更有體驗感。康復設備的系統(tǒng)會將患者的運動狀態(tài)與標準動作進行對比，并自動打分評級，它可以輔助醫(yī)務人員及時了解患者的恢復進程，以幫助患者更好地恢復。

劉冬旭與團隊成員在醫(yī)務人員的幫助下小心翼翼地將儀器綁在患者身上，認真地調整每個穿戴細節(jié)。完成了一切準備工作后，按下了啟動按鈕。隨著機器的啟動，患者的視野中的診療室變成了一片綠意盎然的草地，這是VR眼睛的功效。之所以選擇草地作為虛擬場景，是為了讓患者以更加放松的心態(tài)面對康復訓練，劉冬旭及團隊在人文關懷方面也頗下苦心。看著患者一點一點地做著動作，劉冬旭感慨萬分，他的發(fā)明真正派上了用場。“患者和他的家屬向我們表達感謝的時候，那一刻的滿足感和獲得感是什么時候都無法比擬的。”這讓他感受到發(fā)明創(chuàng)造的真正意義。

回望本科發(fā)明生涯，他堅信在“發(fā)現(xiàn)”的基礎上“發(fā)明”，以“發(fā)明”造福社會，才是科創(chuàng)的真正意義。“不空喊，夢想付諸實踐”，在未來，他希望利用自己所學，做出更多具有實用意義的產(chǎn)品，將論文寫在發(fā)明創(chuàng)新之中，實現(xiàn)自己的人生價值。科研的種子至此結出了甜美果實。

清晨的鳥鳴、傍晚的夕陽、路旁的燈光都見證著奮斗的身影。在數(shù)不清的日夜中，在努力與勤奮的灌溉下，科研的種子扎根、生長、結果，劉冬旭在科研在科研之路上樂在其中，且歌且行。（吳晨曦 何雨濛 撰稿）

劉冬旭在實驗室

“瀚海號”無人航行器