本科四年獲得國家級獎項6項，省級3項，發表EI論文2篇，申請發明專利2項（公開階段），實用新型專利1項，軟件著作權2項……經過多輪角逐，鄭州大學水利與土木工程學院2018級道路橋梁與渡河工程專業本科生郭文彤獲評首屆河南省大學生“創新之星”，并獲得省教育廳3萬元支持經費。同時郭文彤帶領團隊瞄準機場道面無損檢測前沿問題，開發了“機場衛士”，首創全空間智能化機場道面健康巡檢系統，該作品也榮獲“挑戰杯”國家級銀獎和河南省特等獎。

“創新之星”究竟是如何煉成的？回首過往，一路過五關、斬六將，經過四年的本科學習生涯，郭文彤逐漸走出了一條屬于自己的科創路。

偶然敲開科創之門

高考結束后，郭文彤與家人朋友討論未來專業問題。相較于選擇當時的一些熱門專業，郭文彤想著在傳統工科里加入一些學科交叉的內容也許會做出新東西。“當時一是想著做一些學科交叉的東西，另一方面在查過資料后發現城市中的土木行業還有不飽和的情況，在西部地區也有一定的發展前景。”郭文彤回憶道。多方面考量后，他毅然決定好了專業。“土木類專業有傳統和新型之分，傳統型以建筑為主，著重研究混凝土、瀝青等。新型則多結合生物、計算機等新內容，門類很大，有種百花齊放的感覺。”郭文彤這樣介紹，他現在也正在自己最初設想的傳統學科與新技術相結合的道路上堅定地走著。

初入大學時，郭文彤和大多數同學一樣每天認真地學習著專業課程。慢慢適應了學習節奏后，郭文彤開始思考怎么利用電腦做些除了看資料之外更有意思的事情。在與計算機專業的同學交流中，他開始接觸編程，先是在網絡平臺上觀看很多“酷炫”的視頻，又去圖書館借了一些書看。“我覺得這個東西做出來很酷炫，然后我就去了解做出來都需要什么東西，但也只停留在了解上。”雖然當時郭文彤對科創的理解還只浮于編程的“魔力”，但一顆種子已經深埋在他心中。

真正意義上敲開科創大門，還要從學校每年十月份被稱作“百團大戰”的社團招新活動說起。中心體育場上近百個社團讓人眼花繚亂，郭文彤在鄭州大學學生科學技術協會的帳篷前停下了腳步。“當時很吸引我，因為你可以看到他們做的東西，確實很酷，”提起與“科協”的初遇，他仍舊興奮不已，“這是一次比較偶然的機會，但是對我來說挺重要的。”

平臺鑄就收獲成長

在協會中，郭文彤認識了很多熱愛科創的人，也有了更廣闊的平臺去接觸科創。一次偶然的機會，郭文彤聽了學校智能機器人創新訓練實驗室的宣講，加入實驗室的想法由此萌生。想加入實驗室，就要有一定的知識基礎，在接近半年的考核時間里，郭文彤自學了編程、硬件開發、電子電路軟件設計、建模、3D打印，“實驗室的考核就是要求你具備將一個想法從0到1實現的能力。”郭文彤介紹道。

加入實驗室后，郭文彤結識了一批志同道合的伙伴，經過一段時間的學習和實踐，郭文彤又成功加入了學校在濟源設立的雙足實驗室，并最終通過努力擔任了體操機器人組組長，善于學習的他直言從同伴身上和活動中學到了很多。“我覺得最重要的一點是環境所帶來的收獲，你可以看到很多在各個方面都有特長的人，而我學到的第一個經驗就是做事情要提前規劃。”郭文彤認真說道，“提前規劃是大家都會有的意識，但我見到有人把它做得很好。”

見賢思齊焉，實驗室同伴們的一些優秀品質也在潛移默化地影響著郭文彤，讓他的自主思考和學習能力都得到了提高。2020年疫情居家上網課期間，郭文彤曾遇到過這樣一個問題——所訓練的模型無法部署到設備上。“在這樣一個情況下其實很少有伙伴可以進行交流，可能很多事情要靠自己去查資料去思考和檢驗。”對于當時沒有太多經驗的郭文彤來說，只能自己慢慢探索，摸著石頭過河，不斷嘗試各種新思路、新方法。

隨著專業技能的成熟，郭文彤在各大賽事中嶄露頭角，在參加比賽的過程中，郭文彤也在不斷吸取經驗。在青島的一次機器人大賽給他留下了深刻印象，“比賽中的突發狀況太多了，比如說螺絲會滑絲、電子設備找不到地方充電等。”郭文彤提起還是覺得驚險，比賽開始前已經設想了很多問題，但到實際操作時還是會遇到各種難以預料的突發情況。

“前一天看過比賽場地之后感覺不對勁，因為比賽地板是具有彈性的橡膠，與我們實驗場地的地板材質不同，所以當時機器人的翻滾動作總是會出現失誤。”當天晚上回到酒店之后，郭文彤和團隊根據比賽場地情況重新更換了機器人的手足材質，又重寫了翻滾動作中的角度代碼，使得它可以更好地適應比賽環境。多場比賽經驗的積累，讓郭文彤得到了更加全面的成長，“我覺得這使我獲益匪淺，也能讓我在后來的比賽也好，答辯也好，可以更游刃有余地去對待一些事情。”

實踐驅動創新之路

科技創新的過程，是一步停留在實驗室，一步走向實際的探索。“機場衛士”系統的開發始于2020年，“我們都知道機場道面健康對航空交通安全起到至關重要的作用，機場路面無破損、無異物是飛機安全起降的保證。”郭文彤在查閱資料后了解到，當時我國機場道路的一些檢測手段仍以人工實地檢測為主，在與指導老師交流后，郭文彤和實驗室以及其他一些志趣相投的同學組成了“機場衛士”項目團隊，前往機場進行了實地調研。

“公路更關注裂縫、裂紋、坑洞這些問題，但是機場會更加重視一些異物的侵入，比如螺絲釘、鐵片。”郭文彤在了解中發現，這些異物雖小，但遺留在道場上卻會給飛機引擎等造成巨大影響，實際中也確實因此出現了一些事故。“這方面確實是一個比較嚴重的問題，在了解后我們就想著結合之前的研究去解決一下現有的問題。”于是郭文彤將研究方向從“對道路病害的檢測”轉移到了“機場道面病害”上。

機場道路檢測主要有三方面內容，一是道面外來異物檢測，二是裂紋檢測，三是道基檢測。郭文彤嘗試著用一套設備對這三個方向進行一體化檢測，這在當時算是首創。在很快實現了前兩種檢測后，2021年11月份左右，郭文彤用探測雷達解析機場道路雷達圖，實現了道基檢測，又運用一些相關的編程方式將形成的界面融到操作系統中。在實現一體化機場檢測的同時還配備了GPS，可以將檢測到的異常位置通過5G信號傳輸到在騰訊云上搭建的網站里，成功實現了線上檢測查看工作。

在郭文彤和團隊的不斷改進和完善下，融合了機器視覺、深度學習、探地雷達等多項先進技術，以多重分布式處理方式實現機場道面表觀病害、障礙物、隱蔽性結構病害全空間一體化檢測的“機場衛士-全空間智能化機場道面健康巡檢系統”誕生了。該系統采用智能化檢測車輛搭載深度學習算法的方式，能快速、準確找到道面病害的位置并及時修復，有效防止了道面結構進一步惡化，在大幅度降低事故發生率的同時減少了道面維修費用，并獲得第十七屆“挑戰杯”全國課外學術科技作品競賽國家級銀獎、第十五屆“挑戰杯”河南省大學生課外學術科技作品競賽特等獎。

圍繞“機場道面檢測”，在此前研究的基礎上，郭文彤以第一作者發表了兩篇EI論文，并以第一發明人申請了兩項發明專利：一項是《基于多種卷積神經網絡融合的機場道面病害異物檢測方法》，有效提高了檢測的準確度；而另一項《基于深度學習的機場道面病害異物檢測方法及系統》則實現了在智能檢測機場道面病害與異物的同時保證檢測精度和效率。提及其怎么把實驗操作轉化為論文和專利時，郭文彤說：“當你的思路很清晰，東西做到一定程度時，轉化是個自然而然的事情。”

這次研究方向的轉變也使郭文彤更加關注工程實際，“我覺得要把論文寫到祖國大地上，首先要找到一個生活或服務生產中的難題，而解決這個難題的目的是為了提高人們的生活質量。”對科研的探索可以停留在想象層面，但最終的任務依舊是落在解決實際問題上。

鄭州“7·20”特大暴雨災害發生后，土木與水利工程學院曾組織一些同學參與到災后城市道路無損檢測當中，郭文彤的團隊也把制作的新型檢測機器帶出去進行了一番“真槍實戰”。在實際工作中，郭文彤發現機器確實存在一些問題，如設備的穩定性等，后來又針對這些問題進行了細致的調整。這些實踐也讓他對科技創新有了新的認識，“經過應用我們發現實驗與實際生產還是有一些差異的，也讓我們懂得了一個產品從無到有的過程并不是一帆風順。要將實驗成果運用到實際生產中去看看效果，這樣才可以做得更好。”郭文彤總結道。

學在鄭大，行至遠方

“我很感謝鄭州大學，無論是學院、老師，都為我的發展提供了一個廣闊的平臺。”郭文彤滿懷深情道，團隊項目從最初構思規劃再到具體開展，全程都離不開老師的指導和幫助。水利與土木工程學院堅持創新驅動和人才強院戰略，堅持實行本科生創新導師制、本科生進實驗室等一系列舉措，每年也會投入一定的經費用于支撐科技創新獎勵，激發學生創新熱情，為學生全面成長成才提供良好的軟硬件環境。

一直以來，鄭州大學在全面提升人才培養質量的道路上從未停止腳步。郭文彤所加入的雙足機器人實驗室隸屬于學校智能機器人創新訓練基地。2009年，為進一步提高學生的科研創新能力，學校成立了智能機器人創新訓練基地，并面向全校本科生選拔優秀科創人才。基地全年開放，為學生開展科創項目提供場地、設備、培訓課程及研發資金，每年都有來自全校10余個理工科院（系）的學生在此學習、訓練、實踐和參加競賽。自成立以來，基地累計斬獲大獎百余項，逐漸發展成為鄭州大學本科生科技創新工作的一面旗幟和培養青年科技人才的搖籃。

除此以外，鄭州大學積極創建創新人才培養學校，搭建多學科交叉實踐平臺，培養綜合素質突出的創新拔尖人才；堅持專業教育和創新創業教育并軌制教學，把創新創業教育貫穿人才培養全過程，建立了國家-省-校三級“大學生創新創業訓練計劃”體系；推進實施“一院一競賽”工程，鼓勵學生參加高水平學科競賽，加強高水平科研訓練；多年來，鄭州大學為鼓勵創新，對創新創業競賽中獲得國家級及以上獎勵的參賽學生團隊及個人給予獎勵。在鄭州大學這片創新沃土上，不斷孕育著新生力量。

當前，郭文彤已被保送至浙江大學攻讀碩士研究生，繼續在相關領域進行深耕。在如何對待科創這件事上，按郭文彤的話來說，最重要的是真誠，真誠地對待你的科創，真誠地對待你的生活，到自己有一天真正可以和科研科創對話的時候，才可以做到問心無愧。

“科技創新就好比打怪升級，路上會遇見無數個阻礙，不止是在研究方面，還包括生活與學習的協調以及處理人際關系、解決問題等方面，這個過程會培養你的認知，改變你對問題的看法。”正如郭文彤所說，科創之路并非一帆風順，每一個科創成果的取得，都是一步一個腳印的積累。如今的郭文彤從鄭州大學這片沃土上成長起來，走向了一個更廣闊的舞臺，他的未來有無限可能，但始終不變的是堅持科技創新的初心。（李丹陽 蔡笑雨 撰稿）

水利與土木工程學院2018級道路橋梁與渡河工程專業本科生郭文彤

郭文彤在做實驗

機場衛士-全空間智能化機場道面健康巡檢系統機場試驗