人工智能与机器视觉课题：基于3D/2D视觉传感技术的人工智能机器人图像处理算法研究

工业机器人广泛应用于现代制造业的各个领域，不仅有效地提高了产品生产效率和生产品质，而且可以在一些高温、高压、有毒和易燃易爆等危险场合代替人进行重复性、高强度工作。随着劳动密集型产业的劳动力成本的提高，招工难的问题日益凸显。使用机器人作为主要的生产劳动力，必然成为今后现代制造业发展的重点方向。机器视觉通常利用工业相机获取物体的图像，通过算法进行处理得到所需信息或用于控制机器人运动的装置。机器视觉具有高重复性、高精度及可持续工作等优势，擅长对结构化场景进行定量测量。

本项目通过对人工智能与工业机器人技术的学习，根据学生的兴趣和特点，激发其找到自己最感兴趣的课题方向，尤其是在学习过程中开拓视野，锻炼独立思考和分析问题的能力，在专业知识上学会一些最简单、最基本的机器编程语言，实现与机器人的人机交互，培养其未来立志从事人工智能和工业机器人相关专业研究所必备的一些基本素养，不断提高自我分析和解决问题的能力。

项目时间：2023年7月8日开课

适合人群：高中生、大学生

项目地点：上海

适合专业：人工智能、计算机视觉、机器人、自动化控制等

土木工程与建筑：工程建筑结构力学分析与设计

桁架是一种重要的结构形式，广泛应用于建筑、桥梁等工程实践中。桁架具有自重轻、刚度大、承载力强等优点，几何组成形式也是多种多样。桁架结构的力学性能与几何形式密切相关，本课程由几何组成分析出发，研究结构的受力特性及优化方法，包括：桁架的几何组成、桁架受力分析方法、桁架的静定与超静定、桁架的力学性能、基于概率的桁架安全性、最终完成面向受力性能的桁架结构设计优化。在此过程中，培养学生掌握基本的力学原理和分析方法，了解结构设计中强度、刚度、安全性等基本概念，理解结构中的不确定性与安全性(可靠度)的关系。最后，通过指导学生创造性地完成桁架结构的设计优化，培养学生综合运用知识的能力，科学思考问题的能力、和方法创新的能力。

项目时间：2023年7月8日开课

适合人群：高中生、大学生

项目地点：上海

适合专业：土木工程、桥梁工程、房屋建筑、水利工程等

天体物理学课题：来自外太空的神秘力量 宇宙线的起源、加速及传播机制探究

在现代物理学发展过程中，宇宙射线的研究占有重要的地位，它一经发现，就成为人们竞相研究的对象，开创了粒子物理学。当前宇宙线物理的重点话题是探索高能宇宙线本身的起源、加速和传播机制，以及以宇宙线为工具进行宇宙演化、高能天体演化相关的研究。宇宙线亦称为宇宙射线，是来自外太空的带电高能次原子粒子。它们可能会产生二次粒子穿透地球的大气层和表面。宇宙射线有多种不同的能量水平。最 高能量的宇宙射线，称为超高能宇宙射线，或UHERC，是最稀有的;这些UHERCS不仅是最稀有的宇宙射线，它们也是最神秘的。宇宙射线专家表示“我们不了解最 高能量宇宙射线的起源，这简直是未知数。我一直对这些粒子的能量感到惊讶。”

本课题通过学习宇宙线领域背景知识、处理与分析宇宙线数据，了解其基本科学性质，并进一步探究宇宙线变化规律等相关问题。教授会在本次课程中讲述宇宙射线的起源、发现、形成、宇宙射线的测量以及中外宇宙射线实验等天文知识。从空气电离现象的研究到宇宙线的成份和能谱的探索都会给同学们带来有趣的知识。

项目时间：2023年7月8日开课

适合人群：高中生、大学生

项目地点：上海

适合专业：物理学、天文学等

机械与动力工程：新能源汽车能量转换原理及动力系统解密——以特斯拉汽车为例

能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。在各种生产活动中，我们利用热能、机械能、光能、电能等来作功，可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体，称为能源。近年讨论热点话题新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，如太阳能、氢能等。

本项目是以能源概论、能源生产、新能源汽车中能量相互转换原理、传输和储存等能源管理为主要内容的综合性项目，具体包括：能量转换基本原理，电-机-磁能量转换，化-电能量转换技术，光-电能量转换技术以及能量存储与传输技术等内容。通过项目学习，学生将对能源现状、能量转换原理和技术、新能源电动汽车的动力系统有全面认识，对能源与动力专业有初步了解，便于学生未来研究方向的选择。另外项目还将结合知识点讲解一些大学生科技创新作品，培养学生创新思维，通过项目作业熟悉综述性论文和研究性论文撰写基本过程，为学生未来大学学习或研究生深造学习奠定一定基础。

项目时间：2023年7月8日开课

适合人群：高中生、大学生

项目地点：上海

适合专业：机械工程、新能源、动力能源工程、工程热力学、电磁学、工程热物理等

生命科学专题：基因编辑技术在人类获得性免疫系统中的研究

2020年诺贝尔化学奖授予Emmanuelle Charpentier和Jennifer A. Doudna，是以表彰她们在“凭借开发基因组编辑方法”方面作出的贡献，诺贝尔委员会在官方颁奖词中表示：“借助这些技术，研究人员可以非常精 准地改变动物、植物、和微生物的DNA。CRISPR /cas9基因剪刀彻底改变了分子生命科学，为植物育种带来了新机遇，有望催生创新性癌症疗法，并可能使治愈遗传性疾病这一人类梦想美梦成真。”

CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)是自然界中细菌抵御病毒感染进化产生的一个天然免疫系统，自2012年起被广泛应用于基因组编辑。CRISPR/Cas(CRISPR-associated Proteins)系统具有遗传多样性，目前已经发现的CRISPR/Cas系统分为两大类，包括6种主要类型和33种亚型。每个CRISPR-Cas系统具有自己的特点，目前应用最广泛的是化脓性链球菌Cas9(Streptococcus pyogenes Cas9)。CRISPR/Cas系统在靶向基因编辑、基因激活和抑制、表观遗传修饰、全基因组筛选、RNA病毒检测和活细胞染色体成像等领域取得了一系列进展。

项目时间：2023年7月8日开课

适合人群：高中生、大学生

项目地点：上海

适合专业：生物化学、生物信息学、生命科学、免疫学

智慧城市与交通专题：基于深度学习打造智慧城市“超级大脑”——大数据分析在智慧交通中的应用研究

智慧交通是在交通领域中充分运用物联网、云计算、人工智能、大数据、自动控制、移动互联网等高新IT技术，对交通管理、交通运输、公众出行等等交通领域全方面以及交通建设管理全过程进行管控支撑，使交通系统在区域、城市甚至更大的时空范围具备感知、互联、分析、预测、控制等能力，以充分保障交通安全、发挥交通基础设施效能、提升交通系统运行效率和管理水平，为通畅的公众出行和可持续的经济发展服务。

课程的目的是通过人工智能方法，系统学习交通大数据分析方法。对城市交通数据研究中的深度学习方法与案例进行介绍。课程的主要内容包括：交通数据分析典型应用场景介绍，常用深度神经网络方法介绍，城市交通流量预测实例分析等。本课程具有两个特点：(1)具有比较系统的内容安排，兼顾不同学科背景学生学习。(2)以深度学习方法为主，并重点讨论它们的在交通数据分析的应用。

项目时间：2023年7月8日开课

适合人群：高中生、大学生

项目地点：北京

适合专业：数据科学、人工智能、交通工程、数据分析、运筹学、城市交通规划等

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