速报 |火热十月:无人机与智能硬件研学挑战营

时间:2018-08-08 相关资料下载



◇ 简介


无人驾驶飞机(Unmanned Aerial Vehicle)简称无人机(UAV),是利用无线电遥控设备和自备程序进行远程操控的不载人飞行器。无人机集成了飞控系统和众多传感器,可以在空中完成各种复杂的飞行任务,是名副其实的“空中机器人”

多旋翼无人机则是最常见的一种类型。由于具有飞行稳定、操控简单、可拓展性强的优点。所以一经面世,便风靡全球,广泛地应用于军事侦察、户外活动和科学研究等诸多领域。


“无人机与智能硬件研学营”便是将无人机DIY制作以及智能硬件Code编程结合起来的课程,多所国内外一流大学和重点科研机构参与到课程建设和教学工作中。课程采用了全新的PBL(项目式学习)和Design Thinking(设计思维)的模式,指导学员在“学中玩”——逐步掌握无人机系统的科学原理和实现方法;“玩中学”——在飞行训练的同时,提出新的问题和方案,进一步完成相应的科研训练。


◇ 亮点

1. 源于课本,学科交叉,立足实践

将数学、力学、电磁学、图形学和编程融入课程体系中,把无人机理论拆分成数个相关的实验项目,以便于逐步掌握。


2. 名校团队执教,拓展思维训练

授课老师皆为浙江大学、复旦大学、同济大学、厦门大学、中科院等硕博以及资深创客导师,引导学术训练以及科研实验。


3. 开放式实验室,项目式学习方案

顶级的实验室资源,包括国内外名校的创客实验室以及重点科研机构等,提供优质的项目式学习方案,鼓励交互设计式创意活动。




◇ 收获


1. 提升创新潜质,获得创新潜质评估报告;
2. 获得学术挑战营结业证书;
3. 挑战项目获奖证书,优秀学员可获得教授推荐信;
4. 提升申请国内外大学的升学竞争力;

5. 参与挑战任务所获得的优秀成果,有机会在导师的进一步指导下发表学术论文或参加青少年科技创新大赛等各类科创竞赛。


◇ 内容设置

课题简介:设计一种携带传感器的无人机,并使其完成挑战任务。
学科导论:无人机发展历史,智能硬件前沿应用,微纳传感器的技术发展,等等;
背景调研:文献阅读、无人机应用现状、无人机关键技术、无人机技术瓶颈,参观浙江大华技术股份有限公司,等等;
专业知识:飞行器动力学原理、四旋翼飞行器的组成与组件功能、动力系统、飞控原理、输出控制原理(PID、PWM等)、智能硬件传感器的原理和功能等;
实验技能:无人机组装、核心传感器测试程序设计、PID在不同参数下的输出特征、刷飞控固件、控制器调参、遥控器操作试飞、传感器数据读取、无人机Scratch / Arduino代码编程控制等;
挑战任务:在挑战营的第4天,学生将以小组为单位,基于前3天学习的专业理论知识、基础实验与科研技能,完成拟定的挑战任务和答辩环节。




◇ 日程安排

DAY 1 
上午 
1.开营/破冰:项目总体介绍;实验室安全教育;学生分组;
2.无人机的发展历史与前沿技术、国内外无人机的研究领域和应用现状;
下午 
知识专题1:动力学原理
各类型航空飞行器的动力学原理,重点讲解四旋翼飞行器;
实验专题1:编程思想
画流程图/伪代码,认识Scratch图形编程和ArduinoC语言关键字及结构;
晚上 
创客竞赛方法导论 
DAY 2 
上午 
知识专题2:硬件组成
四旋翼飞行器的组成与组件功能、动力系统、典型的拓展传感器;
下午 
实验专题2:无人机DIY组装
包括机架、飞控、电调、电机、螺旋桨、电池组装等;
晚上
无人机控制导论 
DAY 3 
上午
知识专题3:Arduino和Scratch 编程及应用
学习Scratch/Arduino控制编程,刷飞控固件,控制器调参,实地测试无人机的飞行状况;
下午 
实验专题3:传感器程序测试
核心传感器(如陀螺仪、加速度计、超声波传感器等)工作原理。设计相应的传感器测试程序,并完成DIY模型制作;
晚上
公布挑战任务,分析设计方案 
DAY 4 
挑战赛:
1.赛前指导;
2.小组完成挑战任务;
3.成果汇报:成果展示,演讲与答辩,评审并授予证书


◇ 导师

李教授 
浙江大学控制学院教授,无人机导航与控制专家
刘老师
厦门大学电子工程系硕士,浙江理工大学电子设计类竞赛队资深教练,指导学生多次获得过挑战杯、全国大学生电子设计竞赛等全国一等奖、二等奖,拥有发明专利、软件著作权、实用新型专利几十项。
王老师
浙江大学机械电子工程系硕士,多年青少年STEM与工程创客指导经验,浙江省科技馆科学院资深教练,拥有丰富的无人机、多功能机器人、Python编程、传感器设计等方面的课程开发与教学经验。
董博士
多伦多大学博士,法国格勒诺布尔综合理工大学硕士,浙江大学学士
长期从事材料科学与工程的科研开发工作。在国外主要开展高放射性核废料处置用包装材料结构与长期稳定性方面的研究,并参与大亚湾核电站二期岭奥核电站常规岛换热器国产化材料选型工作。2013年回国后,积极投身于青少年科学普及与科技创新教育领域,在多个领域内具有丰富的教学、科研、工程开发及项目管理经验。
赵博士
浙江大学控制科学与工程学院博士,曾长期从事流程控制、故障诊断、系统建模和优化、人工智能等领域的研究工作,硕博阶段已在《控制理论与应用》《控制工程》等杂志以及World Congress on Intelligent Control and Automation(WCICA)国际会议发表学术论文6篇。
◇ 后续课程和竞赛

后续课程:“学术之星”项目
可参加竞赛:青少年科技创新大赛,青少年机器人大赛,世界无人飞行器创新大赛、“登峰杯”科创竞赛,等等




◇ 时间&地点


杭州班:2018年10月2—5日,浙江大学/浙江省科协公共开放实验室
◇ 申请条件

7~9年级:需要有编程基础或已完成相应课程要求
10~12年级:物理基础好,有编程基础者优先
◇ 所有费用

1. 学费(包括授课费用、设备使用与耗材、学习资料与讲义、保险费)
杭州班:5800元/人




◇ 报名方式


1. 拨打热线
0571-88812680(方老师)
027-87689796(刘老师)
2. 扫一扫下方二维码





◇ 思铺学术社区(WorldShaper)
思铺学术社区(WorldShaper)是向中学生提供研究型学习与学科探索的学术平台。
思铺学术社区团队成员来自高校、科研机构、教育服务公司……目前共有6位博士、6位硕士,相当一部分成员拥有海外名校教育背景。我们感受到中学生需要一种全新的教育模式以满足研究型大学对他们的期待,以及提高他们成为某一领域领导者的可能性。
截至2017年10月,思铺学术社区有杭州、上海、武汉三家分公司,一个STEM创新实验室;与浙江大学、武汉大学、复旦大学、上海交通大学、同济大学、UCLA、UIUC、NYU、新加坡国立大学等国内外一流大学或科研机构,共同开发面向中学生的学术探究课程与微创课题;邀请了近百位教授参与教学和课题指导,其中包括三位诺贝尔奖获得者:2014年诺贝尔物理学奖得主弗兰克•维尔泽克(Frank Wilczek),2001年诺贝尔生理学/医学奖得主蒂姆•亨特(Tim Hunt),2009年诺贝尔化学奖得主阿达•约纳特(Ada Yonath)。
学员创新潜质评价体系 
1. 科学精神
批判思维 好奇心 理性精神 求证精神 求实精神 探索精神
2. 实践能力
信息收集与处理 社会活动 发现和解决问题 感悟/感知 归纳整合 理论和实践的协调
3. 数据能力
收集数据 处理和分析数据 抽取和运用数据 运用数学工具
4. 表达能力
书面表达与呈现 学术沟通与互动 演讲 交互感知与设计
5. 自我认知
客观评价自己 自信心和使命感 目标感和自我规划
6. 团队协作

挖掘成员优势 合理计划并分工 激励团队成员 奉献和分享精神 谦虚和欣赏他人 责任感

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