在炎炎酷暑之中，密西根学院2024年夏季设计展盛大开幕。学生们呈现的90个项目令前来参观的企业、校内外师生以及专业人士惊叹不已，使现场气氛愈发热烈。形似蜘蛛的火星探索机器人、为灾害时期提供便捷信号恢复方案的飞艇、缓解青少年心理压力的大语言模型AI、远程遥控挖掘机数字孪生工具链开发……从天马行空的创意，到贴近日常生活与企业实际的应用设计，此次设计展所展出的项目涵盖了《工程导论》、《设计与制造3》、《系统设计与实现》、《计算机架构》等夏季学期从大一到大四的多项工程实践类课程，全面展示了学院本科生的科创成果。
一、大一萌新创意飞扬，探索科技奇妙世界
前往火星探索未知天地、打造一艘用于重建信号的飞艇、于游戏世界中勇闯关卡、实现水果削皮的自动化……密院大一学子在《工程导论》课程里呈上了精彩绝伦、创意满满的答卷。
探索火星的机器人“蜘蛛博士”
在火星探测中，于光滑冰川和崎岖地形航行是重大挑战。NASA的一项研究展示了火星上一个82公里直径的巨大冰川湖，更凸显对高续航、防打滑且灵活移动机器人的需求。为此，密院学子设计了“蜘蛛博士”这一六足爬行机器人模型用于火星冰川探索。它腿上集成气泵系统和吸盘防打滑，可产生真空安全附着，还能轻松释放重新定位。每条腿配三个舵机，能完成复杂动作。腿的设计灵感源于蜘蛛，增强适应地形和保持稳定的能力。控制系统集成双主板和陀螺仪，增强稳定性。在能源效率上，“蜘蛛博士”的设计遵循数学原理，以最大限度地降低在各种速度下的能耗成本，确保延长任务的高续航能力。
为灾害救援提供信号的飞艇
在气象、地质等灾害中，信号问题常影响救援效率。密院学子设计的“便携灾时信号传输飞艇”为解决此问题而来。这是创新的信号中继飞行器，针对现有信号传输无人机的电池与续航限制，提供长时间不间断信号服务。3米氦气飞艇为传输模组提供升力，两侧由单独开关控制的螺旋桨实现前进与转向，手摇发电机为其提供动力并能给模组充电，节能又持续。该飞艇可作应急物资存放各地，灾时快速恢复信号。其电路和系统简单清晰，可靠易用。相比现有无人机，高性价比使大规模商用推广成为可能。这一创新临时信号中转方案，有望在未来灾害中及时恢复信号，拯救更多生命。
驱使你逃离幻梦的游戏
在宇宙探索之外，充满想象力的密院学子还通过游戏设计彰显个性和独特的世界观。游戏《逃离幻梦》构建了一个如梦似幻的果冻世界，女孩因一时的贪婪陷入了困境。当她察觉此地是牢笼，便决心逃离去找母亲。逃离途中，果冻守卫军团阻碍重重，您将代入女孩的视角。需灵活运用冲刺、蹬墙跳、时间暂停和武器攻击等技能，来应对果冻怪物的袭击。本游戏注重纯粹战斗体验，摒弃复杂设定，保留战斗精华。独特的动作和创新的时间放慢功能，让战局尽在掌握。玩家和怪物都只有一次生命，惊险刺激。还有酷炫的光影音效，让现场体验趣味满满。
自动适应不同水果的削皮机
对很多爱吃水果的朋友来说，削皮似乎总是一件繁琐又略带危险的工作，然而现有削皮器总是存在诸多问题：无法固定特殊水果，刀口易打滑、故障多，果皮收集系统差，手摇费力，设计不安全且难清洁等，为此，密院学子专门设计了一款自动力控水果削皮机。这款削皮机使用特殊水果叉固定不规则水果，同时使用灵活的自适应刀片高效削皮，完备果皮收集系统以保持干净，安全保护组件确保用户安全，结构化设计易拆卸清洁，让您的水果削皮变得更轻松省力。
二、毕业设计赋能生活，引领智慧绿色新篇
相较于充满天马行空想象的大一学生，大四的毕业生们所做的设计更贴近日常生活和企业实际情况，并且针对企业提出的各类应用性问题给出了富有创意的解决办法和思路。
由钙钛矿太阳能电池供能的自动化可持续温室
进入21世纪，可持续农业需求猛增。密院学子打造了一个由钙钛矿太阳能电池供能的自动化温室。此电池因高效、低成本且适应多样光照，为温室的LED照明、风扇、浇灌系统及空调等运作提供能源，大幅降低运营成本与碳足迹。温室的自动化系统以树莓派（Raspberry Pi）平台为基础，能远程收集温度、湿度、土壤湿度和光强度等关键数据并进行监控，让用户得以优化作物生长环境。其能源管理系统能将太阳能存储于电池，即便光照不足也能稳定供电，并按需分配给各组件。项目旨在展示钙钛矿太阳能电池用于农业的可行与优势，开发的Greenlight开源模型可作大规模应用参考，推动农业革新，迈向可持续与食品安全的未来。
车载信息娱乐系统自动化测试工具
随着新能源车普及，汽车智能化提升，人们对出行工具的需求扩展到娱乐与智能属性，车载娱乐系统成为关键，不仅有基础功能，还集成高级特性，丰富行车体验，但丰富功能带来复杂测试流程。在此背景下，车载娱乐系统测试工具出现，通过模拟实际场景，助开发者提前发现解决问题，解放测试员工。密院学子设计的测试工具以滑台和机械臂操纵电容笔模拟人手来测试汽车娱乐信息系统。这是因为部分车载系统具有封闭性且出于商业考虑，无法通过系统模拟，只能以模拟人手触碰的方式进行。为优化测试，项目配备了封装计算机视觉算法和机器学习算法的函数，并开放相关操作的接口函数，方便使用者，提升测试效果和体验。
缓解青少年心理压力的大语言模型AI
青少年面临的压力和心理咨询资源匮乏的问题是一个全球性的挑战。当下青少年面临多种压力，心理咨询资源不足、费用高、传统观念限制也阻碍了青少年心理帮助获取。随着以ChatGPT为首的大语言模型的发展，青少年的心理压力和心理咨询资源匮乏的矛盾有望得到解决，然而现有通用模型在青少年心理咨询上表现欠佳，难衡量用户性格情绪和引导回答、提供安慰。为解决上述问题，密院学子提炼出青少年的典型人格和常见压力场景，并利用ChatGPT-4o模拟性格不同的青少年在不同场景下和心理咨询师的对话数据，然后用GLM开源模型进行后续的微调工作。基于LoRA的微调方法进一步提高了模型在青少年心理咨询对话场景下的表现。该项目旨在开发一个搭建一个大语言模型在青少年心理咨询场景下的工作框架，有朝一日可以真正缓解青少年的心理压力问题。
挖掘机数字孪生工具链开发
挖掘机作业风险高，驾驶员露天工作强度大，北京拓疆者智能科技有限公司开发了挖掘机远程操控平台，通过使用遥控系统降低驾驶员面临的安全风险并改善工作条件。然而，远程遥控挖掘机仍有提升空间，如摄像机视角受限，操作员难以全面观察和感知3D空间，高重复性作业也需提高效率、减轻负担，而获取精准的数字孪生模型是重点。鉴于此，密院学子开发了一套高效、精准的工具链，用于构建挖掘机的数字孪生模型。首先通过3dScanner App软件扫描挖掘机获取外形和颜色信息，接着利用开源软件处理并测量，然后导入预设模型重建，最后以URDF格式导出。此流程短于两小时，误差小且有防碰撞功能。这一项目简便高效、成本低、易获取、适应性强，未来还能拓展应用于其他工程机械建模。
院企见面会现场
毕业设计项目组金奖团队
产学研深度融合向来是密西根学院毕业设计的显著特色。今年亮相的毕业设计获得了来自19家国内外企业的赞助，其中不但有通用汽车、蔚来、传化智联等知名企业，还涵盖了拓疆者、苏州识光芯科等密院校友企业。毕业设计中这些与日常生活紧密相连的课题，大多源自企业工程实践一线的技术项目。自2010年开展院企合作毕设项目以来，越来越多的企业提供并资助紧密跟随企业产品市场发展走向的“定制”项目。近些年来，密西根学院的校企合作毕设项目在总体项目中的占比逐年递增，企业资源与校内资源的协同合作，将工程实践教学效果实现了最大化。设计展借助课程导入、可视化展示、院企双导师等多种有效方式，从多个维度激发同学们的创意思维，为学院探索人才培养新模式以及深化企业合作提供了多元化的途径和综合性的展示平台。
设计展获奖名单
毕业设计项目组
金奖
《车辆娱乐信息系统自动化测试工具》
组员：尚昊鸿，胡慕言，孙致远，黄启越，周昊昀
银奖
《在特定工作条件下的焊接质量分析与应用系统开发》
组员：李柯志，蒋天乐，耿文婕，Pauline Wang，张施禅
《挖掘机数字孪生工具链开发》
组员：雷斯凯，王孜卉，陈睿含，吴越琪，朱雨澄
《基于3D高斯泼溅的沉浸式街景地图》
组员：季诺澄，俞文博，崔学浩，张淏，何瑞颖
工程导论项目组
最佳技术奖
《射击游戏子弹回收系统》
组员：韦睿行，唐楷文，朱雨斐，肖思喆，梅峪彰
《章鱼博士》
组员：赵同，肖瑶，徐欣颜，俞越，张奕琳，叶承嵘
《武士遁影：逃离幻梦》
组员：Aghamatlab Akbarzade，张凌玮，肖隽风，龚欣妍
《GreenGlide: Sustainable Agricultural Drone》
组员：Dayana Khegay，何卓成，吴成锐，吴彤，钟秉林，周昱婧
最佳展示奖
《交我寻寻宝》
组员：丁星元，诸鸣远，黄志成，韩沂睿，刘璟昱
《全地形车》
组员：倪海容，朱鸿飞，朱敏仪，刘沐阳，肖嘉恺
《觉醒之殇》
组员：苏启坚，韦斐然，欧乐鹏，郑翰
《太阳能长续航转播录像飞艇》
组员：吴可沁，姜和顺，胡汝亿，Eunsoo Pang，郑乃凡
最佳创新奖
《自动制抹茶机》
组员：宋沛霖，王心元，许辰鸿，叶锦城，赵柠晗
《天河弋尾》
组员：曹陈烨，毕宇彤，黄海越，周子琦，范晔
《勿忘我》
组员：高栩然，孙正嘉，姚云翔，周靖哲
《智能气球》
组员：刘大川，李垟宇，于靖琨，孟培林，侯宸伟
最佳处理器设计奖
《Enhancing Pipeline Efficiency: Out-of-Order Execution with Intel P6 Style and Tomasulo’s Algorithm》
组员：Yannis Elia Bolliger，陈乐天，Jinlock Choi，胡凡，赖怡婷
