“虛擬鋼琴”小組在實現(xiàn)傳統(tǒng)鋼琴基本功能的基礎(chǔ)上,設計了一款虛擬鍵盤鋼琴。用戶只需找到一個相對平整的桌面，投影儀會在桌面上投射出琴鍵的圖案。當用戶按下投影琴鍵時，底座發(fā)射的紅外激光會經(jīng)手指反射后被攝像機捕獲，就能發(fā)出悅耳的聲音。

您想擁有“憑空”彈琴的能力嗎？您體驗過在停車場1秒找到車位嗎？您還在擔心網(wǎng)約車遲遲不來嗎？對于上海交通大學密西根學院的學生來說，這些都不是難題。在學院2018夏季設計展上，學生們帶來的80多個創(chuàng)新工業(yè)設計項目，讓前來參展的企業(yè)、校內(nèi)外師生和專業(yè)人士大開眼界。此次設計展展出的項目涵蓋了《工程導論》、《設計與制造3》、《系統(tǒng)設計與實現(xiàn)》、《本科生科研項目》等夏季學期大一到大四的多項實驗性課程項目，全方位展示學院學子的科創(chuàng)成果。

大一“萌新”創(chuàng)意先行“觸”動智趣生活

智能魔鏡

“魔鏡魔鏡告訴我，誰是世上最美的人?”流傳民間數(shù)百年的童話故事《白雪公主》里，邪惡的王后有一面魔鏡，是她引以為傲的寶物。然而，如果王后來到密西根學院設計展，看到展出的這塊智能“魔鏡”，王宮里的那面魔鏡恐怕就得打入冷宮了。站在魔鏡前，你不僅可以梳妝打扮，還能同時瀏覽天氣、日程、郵件等各類生活訊息。這款來自密西根學院大一學生的科創(chuàng)作品采用雙層結(jié)構(gòu)，除了普通鏡子的功能，還安裝了電子屏幕和語音交互功能，各類生活信息和服務通過整合生成界面，其中日程和郵件還可以進行編輯。為了保護用戶的私密信息，這款“魔鏡”加入面部識別登錄功能，未來還可與其他家具進行互聯(lián)，實現(xiàn)智能家居體系。

虛擬鋼琴

給我一個平面，我就能為你彈一首貝多芬。這不是魔術(shù)，而是密西根學院大一學生的科創(chuàng)項目。“虛擬鋼琴”小組在實現(xiàn)傳統(tǒng)鋼琴基本功能的基礎(chǔ)上,設計了一款虛擬鍵盤鋼琴。用戶只需找到一個相對平整的桌面，投影儀會在桌面上投射出琴鍵的圖案。當用戶按下投影琴鍵時，底座發(fā)射的紅外激光會經(jīng)手指反射后被攝像機捕獲。通過處理被捕獲的反射點，得到手指按壓的位置，從而使音響發(fā)出相應琴鍵的聲音。“虛擬鋼琴”音樂愛好者可以進行即興演奏，也可“任性”創(chuàng)作，無論是在聚會中，還是戶外野餐、旅途行車中，都能浸潤式體驗音樂魅力。

“虛擬鋼琴”小組正在演示虛擬鍵盤鋼琴。

會爬墻的清潔機器人

在城市的大樓外墻，經(jīng)常會看見清潔人員拴在一根繩索上進行墻體清潔，危險系數(shù)大，工作強度也很高?！皦γ媲鍧崣C器人”小組想到可以用機器人來替代這種繁重而危險的人工工作，并能夠減少外墻清潔的成本?？紤]到市場上現(xiàn)有的玻璃清潔機器人無法適應凹凸不平的墻面，且可行動范圍十分局限。因此，小組成員結(jié)合無人機的靈感，設計了一款適用于多種墻面的遙控清潔機器人。這款機器人可以通過中心的涵道風扇制造底盤與垂直墻體之間的低壓環(huán)境，以增大支持力和摩擦力，使之能夠在垂直墻體上穩(wěn)定行駛。此外，根據(jù)其能夠在墻面行走的特點，未來該款產(chǎn)品還可以進行優(yōu)化，在消防、追蹤拍攝等領(lǐng)域應用。

這些奇思妙想的科創(chuàng)作品，都來自于密西根學院的《工程導論》課。作為密西根學院的王牌課程項目，《工程導論》課在培養(yǎng)大一學生對于工程專業(yè)的興趣外，也同樣注重學生關(guān)注和解決實際問題的能力。據(jù)授課教師申巖峰介紹，《工程導論》課更像是一門探索課程，學生被置于社會大環(huán)境下去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題。通過讓學生參與有趣的工程項目，可以鼓勵學生從日常生活中發(fā)現(xiàn)問題，并利用基本的工程學知識尋找解決問題的方法，從而激發(fā)他們的創(chuàng)新思維。該門課程還配有英文寫作老師講授科技交流與寫作，教會學生成為工程師必備的寫作技能。

此外，隨著大數(shù)據(jù)及人工智能在全球范圍內(nèi)的廣泛應用，密西根學院在已有的電子與計算機工程專業(yè)基礎(chǔ)上，還增設數(shù)據(jù)科學和計算機科學輔修專業(yè)，助力培養(yǎng)“新工科”專業(yè)人才。

這款大一新生設計了一款名為“基于眼電圖的眼控輪椅模擬裝置”可在未來實現(xiàn)癱瘓患者利用眼部活動控制輪椅。

學生正在演示一款智能自行車變速器。

學生正在演示一款智能發(fā)生器。

大四畢業(yè)設計項目打造萬物互聯(lián)的智能世界

2018年可謂是智能互聯(lián)的黃金時代。從可穿戴設備、共享單車到智能家電、無人駕駛……智能互聯(lián)概念已逐步走入我們的生活，它所帶來的奇妙體驗也已遍布各個角落。這些科技行業(yè)里最炙手可熱的關(guān)鍵詞也充分體現(xiàn)在密西根學院大四畢業(yè)生的設計作品里，在本次設計展上成為眾人關(guān)注的焦點。

打造智慧出行新體驗

物聯(lián)網(wǎng)，被認為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息發(fā)展的第三次浪潮，而交通被認為是物聯(lián)網(wǎng)所有應用場景中最有前景的應用之一。在日常出行中，無論是自行駕駛，還是出租車出行，準確的到達時間預測都可以有效提升時間規(guī)劃的效率。由滴滴出行贊助的“數(shù)據(jù)驅(qū)動的車輛到達時間預測”畢設小組通過大數(shù)據(jù)積累，將路況、天氣等變化因素綜合計算，可實時預計到達目的地所需的時間從而提升車輛到達時間預測的準確程度。

拍張照就能測出貨物體積

寄一份大件快遞，先測量貨物體積，再核算運送價格，一共需要多長時間？以往快遞員都是隨身攜帶一把卷尺，通過測量貨物的長、寬、高，然后手動計算運費，費時費力不說，還容易出錯。由松下公司贊助的“貨物體積的自動化測量系統(tǒng)”小組引入一項新技術(shù)，他們運用深度攝像機所提供的深度圖以及紅外線圖像，通過坐標系變換將物體轉(zhuǎn)換為直角坐標系下的點陣數(shù)據(jù)，再依靠參考點將2個不同相機的數(shù)據(jù)合并成一個完整的3D模型，用戶可以在顯示器上看到物體的形狀與計算出的體積，從而對貨物的裝載做出優(yōu)化安排。

足不出戶遠程監(jiān)測機器運行

當前，老式機器的運行狀態(tài)監(jiān)測依賴先進的傳感器，工人需要定期查看傳感器讀數(shù)以檢查機器是否正常運行，需要耗費更多的人力和金錢。由于機器的運營環(huán)境大多沒有網(wǎng)絡，遠程的機器運行狀態(tài)監(jiān)測變得十分困難。由羅克韋爾自動化公司贊助的“基于低功耗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的機器運行狀態(tài)遠程監(jiān)測”小組，旨在建立從附在機器上的傳感器到遠程應用的通信。通信不依賴于傳統(tǒng)的WiFi,而是依靠窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(NB-IoT)發(fā)至云平臺。在相關(guān)應用中，可以從云端調(diào)取并可視化健康數(shù)據(jù)，并作進一步分析，從而實現(xiàn)對機器運行狀態(tài)的遠程監(jiān)測。

隨著智能互聯(lián)時代的到來，密西根學院也緊隨行業(yè)發(fā)展趨勢，與美國密西根大學共同籌建智能互聯(lián)系統(tǒng)聯(lián)合研究中心，圍繞智能感知平臺、無線網(wǎng)絡與智能信息處理平臺、機器學習與人工智能平臺等研究領(lǐng)域，實現(xiàn)在自動駕駛與智能交通、智能醫(yī)療、智能環(huán)境、智能制造、智慧城市等重要領(lǐng)域的突破。

這款名為“指尖樂隊”的設計可以通過按壓觸動裝置發(fā)出各種樂器的聲音。

這款大一新生設計了一款名為“基于眼電圖的眼控輪椅模擬裝置”可在未來實現(xiàn)癱瘓患者利用眼部活動控制輪椅。

這款名為“指尖樂隊”的設計可以通過按壓觸動裝置發(fā)出各種樂器的聲音。

突破傳統(tǒng)為業(yè)界“定制”加快產(chǎn)學研深度融合

作為歷屆設計展上的重頭戲，眾多國內(nèi)外企業(yè)贊助的畢業(yè)設計項目為本屆設計展的成功舉辦添光加彩。本次參展的畢設項目中，27個項目來自18家眾多業(yè)內(nèi)知名企業(yè)的贊助，其中不乏蘿卜太辣、天澤智云、悅刻等校友企業(yè)，而這些與日常生活息息相關(guān)的課題都是來自企業(yè)的一線技術(shù)項目。

作為上海交大畢業(yè)設計改革試點，密西根學院采用了與目前國內(nèi)工科畢業(yè)設計完全不同的新模式，將機械工程專業(yè)與電子信息專業(yè)的畢業(yè)設計課程合并為統(tǒng)一必修課程共同授課，由企業(yè)設立與實際工程問題相關(guān)的畢設課題，讓任課教師和企業(yè)工程師合作對學生進行指導，最終提交全英文的團隊論文和個人論文，并且同樣以團隊形式進行全英文答辯。

學生正在體驗一款利用眼電圖和觸感形成機械動作的人工智能設計作品。

學生正在演示一款智能嬰兒車。

這款名為“軟體握手機器人”可在未來實現(xiàn)模擬真人手感拿捏的機器。

從2010年開展院企合作畢設項目以來，越來越多的企業(yè)提供并資助緊隨企業(yè)產(chǎn)品市場發(fā)展方向的“定制”項目。近年來，密西根學院的校企合作畢設項目占總體項目比例逐年增加，受到業(yè)界的一致好評，企業(yè)資源和校內(nèi)資源的協(xié)同實現(xiàn)了教學雙贏。設計展通過課程導入、院企交流等多種有效手段，激發(fā)同學們的創(chuàng)意思維，為學院探索人才培養(yǎng)和企業(yè)合作提供了多元途徑和綜合展示的大平臺。據(jù)設計展負責教師馬澄斌介紹，這次畢設項目100%由企業(yè)贊助，參與企業(yè)從以往美國企業(yè)為主，到現(xiàn)在來自各個國家的跨國公司、大型國企與領(lǐng)軍民企等。贊助企業(yè)的來源于業(yè)務領(lǐng)域更為多元和國際化，合作領(lǐng)域也逐漸向信息技術(shù)深入，人工智能和新興互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為新的主導方向之一。