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[八九点钟]英才计划:一段奇妙的“人生旅程”

李仕嘉/江苏省南京市金陵中学

2022-06/总第315期

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初识科研

2020年1月,我顺利地通过了英才计划的选拔,跟随南京大学计算机学院博士生导师钱柱中教授开展科研学习和探索。1年的探究性学习,让我对研究的一般方法论和开展程序有了基本了解,也掌握了一些计算机语言技能和算法知识。2021年继续参加英才计划培养,除了能熟练使用Java、Python等语言及一些实验和数据分析软件外,还在某些快速算法的实践中,总结了这些算法的优势与适用特点。高中2年多的学习,让我能结合地理、物理、心理、环境科学等学科领域探究一些跨学科课题,并在计算机应用方向开展研究与实践。


身边的科研故事

事实上,我们身边有很多课题值得研究,只要你有充分的好奇心和善于发现的眼睛。   

我酷爱田径,也有体育训练经历,因此经常观看田径比赛和训练,第一个研究课题“铁饼室内投掷测距技术研究”也因此而生。通过观察和调研,我了解到铁饼运动员投掷训练在冬夏和雨雪天气需要转到室内,室内受场地限制,铁饼不能完整飞行,只能看技术动作,无法判断训练目标是否达成,而且全国普遍如此。由于从小学习制作机器人,我熟悉多种类型的传感器,于是想到能否在铁饼里安装一个陀螺仪传感器,实时记录铁饼的飞行姿态,通过初始阶段的飞行数据,模拟飞行曲线并预测投掷距离?研究据此展开,希望用科技助力体育发展。首先,根据物理学和空气动力学知识及实验研究铁饼飞行的曲线模型;然后,设计系列算法将传感器记录的原始数据转化为测距所需的关键数据;再依据铁饼出手时的物理特征和经验值域识别出手时点;最后对出手后一些时点数据进行曲线拟合和距离预测。

此外,我还和同学一起,在导师的指导下开展了“企鹅行走步态与能量回收关系”研究。该研究以人和企鹅作为样本,通过将企鹅运动分解,建立刚体运动学理论模型,解析得到不同参数下对应的运动模式,定量分析运动过程中的诸多参数,发现适当的晃动不仅能提高能量回收率,还可以降低能量消耗率,使得生物的行走节省能量。


李仕嘉

2020/2021级英才计划计算机学科学员

现就读于南京市金陵中学高三年级。对计算机、地理、物理学科有浓厚的兴趣,6岁起学习编程及机器人,喜爱发明创造;热爱田径,曾任马拉松官方配速员并于15岁登顶乞力马扎罗山。近两年来先后获得第13届VEX机器人亚太锦标赛全能奖及亚军、江苏省第32届青少年科技创新大赛培源奖及一等奖、美国区域数学竞赛全国银奖、第四届世界顶尖科学家论坛T大会演讲者、丘成桐中学生科学竞赛(物理)全球优胜奖、2021英才计划全国优秀学员,入选2022国际科学与工程大奖赛中国代表队等。


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