聚焦 | 上海交通大学密西根学院2019冬季设计展开幕 奇思妙想解锁智能健康科技
12月11日，上海交通大学密西根学院2019冬季设计展在龙宾楼开幕。作为学院的大型品牌教学活动，本次设计展共展出44个项目，涵盖了《工程导论》、《系统设计与实现》等秋季学期大一到大四的多项实验性课程项目，其中包括全球交叉学科设计项目，全方位展示了密院学子和合作国外院校同学们的科创成果。
交大密西根学院2019冬季设计展现场
脑洞大开“黑科技” 助力健康新生活
你试过可以缓解腿部疲劳和预防血栓的气动腿部按摩仪吗？见过有着“钢铁侠”外壳的腕部骨折康复装置吗？还在担心长时间久坐不运动腰酸背痛腿抽筋吗？这次的设计展上，密院大一萌新打破常规，将目光聚集在健康科技上。
日常生活中，一提到骨折就会和打石膏联系在一起。石膏固定的方式虽然结构简单、经济实惠且能起到强力固定作用，但这种固定方式不能满足骨折的手腕在康复过程中适时适度调整活动范围的需求，同时还存在着不透气、不雅观等问题。为此，“可调节腕部骨折康复装置”小组想出了一个好点子：设计一款既美观又可调节的康复装置。该装置利用一种特殊的小型机械结构“e-Spring”，通过调整环形弹性材料的宽度和厚度，可以有效控制其拉伸的难度及可承载的力度。此外，他们还将装置设计成了像“钢铁侠”一样的外壳，内部分成内衬护腕、次级外壳，内衬护腕能对手腕起到保护和初步固定的作用，次级外壳作为e-Spring和杠杆系统的支撑平台。
参加过夏季设计展的观众们应该对其中可以分离瓶身与瓶盖的“塑料瓶回收预处理机器”小组并不陌生，这次冬季设计展，“自动理瓶机”小组在此基础上做了近一步的优化，可以让塑料瓶瓶口统一朝向与整理分离进行后续处理，使整个分类过程实现全自动化。他们在装置的入口处放置斜坡使进入的瓶子横向储存，然后在斜坡底端连接带有挡板的皮带轮，挡板之间的卡槽可以带起单个瓶子。在皮带轮的另一边，小组成员设计了带有四块凸出的出口，凸出部分使得瓶口先通过出口，所以瓶子统一朝向掉落。最终，塑料瓶有序地排列在出口通道，以备后续分离瓶身瓶盖等其他回收操作。
水是人们生活中不可缺少的，人的身体每天都需要水来滋润。目前，全球有一些国家缺水的状况非常严重，尤其是非洲地区。对很多居住在那里的人们来说，喝水有时是一件非常不容易的事情，喝纯净水更是相当困难。“大容量手控净水器”小组为此设计了一款纯手动可携带净水器，不管走到哪里都可以喝上干净水，拥有这款神器，也就相当于随身携带了一个纯净水储存器。净水器通过三层过滤，利用脚踩泵将原水压入过滤器，原水首先通过盘式过滤器，被特殊的盘式过滤技术过滤掉直径大于200μ的颗粒，再由陶瓷过滤器过滤更小的颗粒和大部分细菌，最后利用脚踩泵提供的压力通过反渗透膜实现反渗透，去除病毒和离子，实现水质的软化。未来，项目小组还将进一步优化内部水管排布与过滤器结构，使整个装置更加轻便易携带，并提高水的净化速率。
《六边形模块化速建型房屋》工导小组
《可调节式婴儿抱袋》工导小组
企业“出题”学生接招 推动校企深度融合
作为历届设计展上的重头戏，众多国内外业界领先企业赞助的毕业设计项目为本届设计展的成功举办添光加彩。本次参展的24个毕设项目中，有 18 个项目获得来自滴滴出行、美的、英特尔、威睿信息科技、科磊、松下、柯马、华域视觉科技、深磁科技、飞力勋铖等众多业内知名企业的赞助，而这些与日常生活息息相关的课题都是来自企业的重点技术项目，也反映工程技术领域的未来发展方向。
《基于直写成型技术的3D打印机》毕设小组
《六自由度固定的磁悬浮装置》毕设小组
当你老了，头发白了，子女在外打拼事业，身边陪伴着你的是机器人，这将不再是科幻大片里的镜头，而是不久的未来智能时代的生活标配。“老人用远程护理机器人”小组设计了一款可以和老人进行远程交流并提供基本生活照顾的护理机器人。关心老人的人可以通过控制这个机器人来给老人发药，和老人进行视频频话，并为老人提供一些基本的娱乐项目。值得一提的是，这个机器人可以完全受护理人远程控制，即便是老人不知如何操作机器人也不用担心，可以实现老年父母与年轻子女的轻松互联。
网上叫车现已成了人们最普遍的出行方式，滴滴出行作为最常用的打车软件之一在用户调查时发现，叫车等待时间过长是现存的主要问题之一。为此，由滴滴出行赞助的“基于多源数据的网约车用户体验改善策略”小组利用过往订单以及天气情况等数据，在对大量数据进行归类划分处理后使用回归分析XGBoost与神经网络ST-LSTM进行机器学习，最终预测出城市内不同时间不同区域的订单需求。基于该办法预测的未来订单需求可以通过图形界面提供给司机，让司机根据提示提前规划，选择前往需求量大的区域。相关数据也可以整合加入滴滴派单系统，为司机提供指引服务，最终可以达到整体上平均减少15%的叫车等待时间的目的。该项目的研究不仅能够为用户节省时间，改善叫车体验，还能加速运营车辆周转，提高资源利用率。
如今，随着生活水准的提高人们可以买到更加丰富的食材，也因此带来更多精细化食物储存的需求。基于每一种食物都有最适宜的储存温度的原理，市场推出了可变温冰箱。但是目前此类冰箱往往只能保持一个冷藏区温度。为此，由美的赞助的“冷藏可变温区设计”项目团队提出了一种改进风道系统的设计，在单个冰箱冷藏区中创建出4个独立的可变温区。小组成员们设计了“左右滑动式”风道系统。该系统有一个双门式的控制结构，由步进电机驱动。双门中较小的4门结构直接连接到冰箱的压缩机，以此接受冷气。而大一点的22门结构则与4个温区相连。经过设计，仅通过左右移动紧靠在22门结构上的4门结构，冷气就可以被导入任意组合的温区之中。同时，该系统完全自动，在每一个温区中都设有温度传感器。通过比较实时温度与设定好的温度，控制中枢可以移动步进电机来给需要更多制冷的温区进行送风。
毕业设计金奖小组《基于Akriano ICN边缘计算的云游戏设计》
《行程开关智能化综合测试系统》毕设小组
《基于深度相机的手势密码系统》毕设小组
《基于VR的机械臂远程手势控制》毕设小组
作为交大密西根学院设计展的一大特色和Capstone毕业设计课程的国际化举措，全球交叉学科设计项目的展示总是能吸引大量眼球。此次参展的创新设计项目由威睿信息科技支持，由3名密西根学院学生和3名密西根大学工学院学生组队参展。他们将先后在中国上海与美国安娜堡两地基于实地和远程的方式合作，完成赞助企业给定的课题，并在明年4月密西根大学举行设计展中展示最终原型系统。该项目旨在培养学生在跨文化、跨学科和工业背景下的团队协作和实践能力，帮助工科学生在实践中体验和锻炼作为全球化工程师所需的各项技术、沟通技巧与素养等。
从开展院企合作毕设项目以来，越来越多的国内外领军企业公司提供并资助紧随企业产品市场发展方向的“定制”项目。企业代表在与学院领导及相关负责老师的见面会上纷纷表示，将在未来毕业设计、科研合作、就业及实习、奖学金设置以及职业发展指导方面进一步合作。近年来，密西根学院的校企合作毕设项目占总体项目比例逐年增加，受到企业的一致好评，企业资源和校内资源的协同实现了产学研的共赢。设计展通过课程导入、院企交流等多种有效手段，提供同学们工程实践和激发创意思维的宝贵机会，为学院探索人才培养和企业合作提供了多元途径和综合展示的大平台。
2019冬季设计展获奖名单
毕业设计项目组
金奖：
《基于Akriano ICN边缘计算的云游戏设计》
组员：胡泽宸, 周健, 谢以豪, 王子博, 刘周舸
银奖：
《基于VR的机械臂远程手势控制》
组员：杨文弢, 金旻浩, 项之渊, 王菁滢, Niall Halloran
《基于深度相机的手势密码系统》
组员：孟天宇, 靳璋钰, 陶奕彤, 袁健, 柳世禹
《行程开关智能化综合测试系统》
组员：艾雨晨, 郭成彰, 罗梅超, 龚淳, 李睿
工程导论项目组
最佳技术奖：
《自动理瓶机》
组员：张佳程, 顾家俊, 刘畅, 王思敏, 程昊梁
最佳创新奖：
《大容量手控滤水器》
组员：毕舜, 李欧盟, 朱敬田, Nahin Hossain, 张诚松
最佳展示奖：
《六边形模块化速建型房屋》
组员：袁毅君, 刘小宇, 王润曦, 殷亿玮, 张帆
交大密西根学院对外交流与宣传办公室