体验科学精神,领略实践魅力——记科学营营员参观化学所、自动化研究所

  • 创建于 2015-07-21
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7月22日,中国科学院大学科学营为营员们准备了丰富的科学实践活动。上午,营员和带队老师们走进中国科学院化学研究所,近距离接触各大精密仪器,体会科学风采。下午,志愿者们带领营员们前往中国科学院自动化研究所,聆听大师讲座,亲密体验科技前沿发展,让同学们在科学的海洋中遨游,在动手实践中收获快乐。

 

惊喜中收获知识——小记化学所之旅

早上7:00整,浩浩荡荡的科学营队伍由国科大雁栖湖校区乘车前往化学所。8:40,队伍到达目的地,全部营员列队前进,秩序井然进入化学所礼堂,期待着即将开始的精彩化学之旅。

化学之旅活动主要包括三大部分:第一阶段所有营员聆听化学所研究生办公室主任孟丽萍老师的讲座;随后,各班营员分为两组,一组继续滞留礼堂观看化学所宣传视频,另一组同学前往参观各大实验室,了解各大精密仪器的原理及使用方法,随后两组同学轮换;第三阶段则走进二楼展厅,领略化学所发展精彩历程。

讲座于上午九点整准时开始,孟老师首先致欢迎词,代表化学所所有师生欢迎朝气蓬勃、青春靓丽青少年营员的到来。随后,孟老师针对化学所从建立、学科分立及发展沿革的历程做了简单的介绍。化学所作为国家第一批建立的研究所之一,始终坚持以基础研究为主,结合高新技术研究,坚持致力于为祖国科研事业的发展,形成了综合性和多学科的学科特色。目前主要有分子与纳米技术、有机高分子、化学生物、能源与绿色化学四个研究方向和一个先进材料研究基地,并将倾向于交叉学科的建立和发展。紧接着,孟老师还就化学所的研究生培养及学生的学术、文艺生活等一一进行了生动的介绍,另营员们瞬间目瞪口呆,对化学所的研究生生活充满期待与羡慕。

讲座结束后,营员们在志愿者的带领下开启体验之旅。本环节共分为两部分:第一阶段以参观为主,各班分队前往各实验室了解高新精密仪器的基本原理及使用方法;第二阶段以体验为主,在老师们的耐心讲解下领略化学的神秘,并亲自动手体验科学的乐趣。

一班营员前往的是物质鉴定的实验室,老师为同学们详细讲解了分子鉴定的相关技术。社会上赝品连连,甚至涉及到许多食品安全问题,但目前分辨率最高的显微镜——电子显微镜只能达到纳米级别,无法鉴定分子。该实验室可以通过分子鉴定仪实现分子的鉴定。二班营员则来到了测量原子质量的实验室,该仪器主要通过电子轰击法,利用不同质量的分子、原子、离子的运动速度不同,并利用爱因斯坦质能关系将能量转换为质量,从而精确测出原子质量。三班营员参观的是能谱仪实验室。能谱仪可实现对样品的寻找、成像和检测。通过显微镜对样品成像后,利用电子轰击样品得到二次电子衍射信号,根据各样品的特征射线获得每个样品的特征信息。精彩的讲解激发了营员们的无限兴趣,针对能谱仪的原理、结构及使用方法、改进技术等发问连连,老师随后又为同学们分解了能谱仪的结构,一一耐心解答同学们的疑惑。四班同学则获得了解共聚焦显微镜的机会。与一般显微镜相比,共聚焦显微镜有三大差异:光源为单一波长的激光;检测采用光电倍增管逐行扫描成像;检测平面放置针口,扣除背景信号,将探测范围缩小到一薄层。基本原理讲解完毕后,老师又为同学们演示了纤维和特异性染色细胞在共聚焦显微镜下的清晰成像,不禁让营员们感慨连连,惊叹该显微镜的高超分辨率。五班同学则与光电子能谱仪(XPS)有了亲密接触,该仪器可实现元素化合价、能态、含量分布等的测定,是目前化学所最为高端的仪器之一。营员们表现了对该仪器的浓厚兴趣,甚至提出了专业问题“如何将检测范围深入到样品内部”,为此讲解老师还为同学们科普了氩离子剥离表层样品实现内部信号检测的技术,满足了他们的好奇心。

参观完毕后,同学们快速前往体验中心。在这里为同学们安排五个精彩而神秘万分的实验。“一封密信”为同学们解密街头算命先生的小把戏;颜色大师轻松让茶水变墨水、墨水变茶水,让营员们傻傻分不清是茶水还是墨水;鲁米诺之光让同学们玩转法医职责,亲历血迹检测过程;五彩魔力沙成功拆解刘谦魔术奥秘;红绿灯-胭脂红实验于欢乐中模拟红绿黄三灯变换。每个实验都强调营员们的亲力亲为,无一不让同学们在轻松与欢乐中收获知识、见识,感受科学的无限魅力。

静谧的科学中闪烁着流动的奥妙之光。化学所之行,让营员们于丰富的活动中体会了科学的乐趣,在亲自实践中体味技术的奥妙,也激发了他们无限的乐趣,让他们惊呼“不枉此行”!

中场休息之口琴独奏

从化学所出来赶往中关村校区的路上,一班周永顺同学为缓解坐车的枯燥,调动现场气氛,自告奋勇为本班同学表演口琴独奏。话毕,全场安静,口琴声响起,《龙的传人》、《女儿情》、《同桌的你》,一曲接一曲,现场气氛热烈,掌声连绵不绝,周同学的演奏在接连不断的掌声中根本停不下来。口琴声、掌声、欢笑声、惊叹声,声声入耳,交织成车上最为美丽的风景。

智能丰富你我生活——记自动化所体验之旅

营员们于12:45列队前往中国科学院自动化研究所参观体验。所有营员分为两批,轮换进行聆听讲座和参观体验活动。

自动化所的大师们为同学们带来了机器人技术研究发展及计算机视觉等两场精彩的讲座。13:40,《机器人技术研究发展》的讲座在二楼学术报告厅如期举行。来自复杂系统管理与控制国家重点实验室的王硕研究员由机器人的主要功能谈起,为营员们明确了机器人的准确定义:具有两个或两个以上可编程轴的,并具有一定程度自主能力、可在其环境内运动以执行期望任务的执行机构。随后,他又详细阐述了机器人的组成部分,包括感知系统、决策控制系统以及机构驱动系统等三大部分。紧接着,由日常生活中机器人越来越广泛的应用,王老师又为营员们展望了将来机器人的发展前景。日后机器人的技术提高将主要集中于传感器的检测方便,重点在于人机交互,这既需要更为精确的细节设计,也需要大数据库的分析统计作为支撑,这也成为当今机器人技术发展的主要难题。营员们津津有味地观看着每一个无所不在的机器人的精彩展示,全神贯注却也按捺不住心中满满的激动。小小机器人的萌萌哒表现,不时引发现场欢声一片,掌声连绵,于欢快中感受着智能技术所带来的便利。

随着第一个科普讲座结束,来自模式识别国家重点实验室的高伟副研究员随即带来了《计算机视觉:让生活更加智能化》的讲座。高老师主要就计算机视觉的概念、技术难题以及未来展望等三方面为营员们进行了简单而生动的介绍。简单而言,计算机视觉就是让计算机可以理解图像,而这项技术关键在于如何让计算机流利而准确地描述图像,这就需要依靠将图像转换为数字的相关技术。随后,高老师简单阐述了当下计算机视觉的主要技术难题在于由视角、光照条件、尺度变化等等所造成的图像错觉,从而引出了计算机视觉的发展前进方向,并由此浅谈了日常生活中无处不在的计算机视觉应用技术,如指纹、人脸、字符、虹膜等识别技术等等。

科普讲座一结束,营员们分为7个小分队,迫不及待前往各实验室参观体验机器鱼、智能车、智能人机交互等各高端智能技术。

机器鱼实验室里,营员们紧紧围绕水池边,目不转睛观看了多种机器鱼的集锦视频,随后工作人员将一条高机动机器鱼放入水中,通过计算机控制机器鱼在水里定点定向往返游动,优美的舞姿、灵活的摆尾,均让所有营员们折服,举着相机抓拍机器鱼的优美泳姿。在惊叹的同时,营员们不由发问“机器鱼有什么应用”,讲解员表示目前此项技术还没有应用于生产生活,但日后有望应用于潜水艇及海下探测领域。

智能车跑道旁被营员们早已围得水泄不通。智能车由摄像头构成的识别系统、计算机程序芯片构成的决策系统、马达与座机构成的执行系统组合而成。识别系统主要用于识别障碍、交通线、交通信号等运行环境,决策系统起中心控制作用,而执行系统中的马达和座机分别控制车辆的速度和转向。工作人员讲解完毕便启动智能车,为检测车辆的识别和控制性能,营员们纷纷深受挡住车辆前行的道路,每一次阻挡,车辆都顺利检测到并成功减速、停车甚至完成转弯操作。精确的识别、精准的控制、完美的操作执行,将车辆的智能性质体现得淋漓极致。

随后,营员们又相继参观了机器翻译系统、紫冬口译、智能人机交互、手术机器人、图像合成等高新智能技术,充分体验了高智能、高科技的尖端生活。知道下午四点半,营员们才在志愿者们的催促下依依不舍地离开了自动化研究所。

今天充实的科学之旅,让营员们充分近距离地接触到了科研,开拓了他们的视野,也使他们对科学与技术的兴趣更为浓厚了,同时让他们在欢乐中更加明确自己的科学梦,坚定了前行的方向。
化学所老师讲座
化学所老师实验演示
进入自动化所
自动化所老师讲座
营员体验人机交互

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