本科生通知

关于2019年“本科生科研训练”项目立项的通知(更新)

2019-05-06

工学院部分导师题目更新在通知下,同学们也可以主动联系导师完成立项申报。

为加强学生创新精神和实践能力的培养,鼓励学有余力并对研究工作有兴趣的本科生参加科研工作,现将我校2019年“本科生科研训练”项目立项通知发布

一、对参加“本科生科研训练”项目学生的基本要求:

1、大二年级本科生,或其他学制距毕业两年以上的本科生。

2、学有余力(具体标准由学生所在院系规定)并对科学研究有兴趣。

3、合作研究项目要求合作者分工明确,每个合作项目不得超过3人。

4、一名学生在校期间只能申报一个“本科生科研训练”项目。

二、各院系推荐名额及资助

本年度“本科生科研训练”立项名额不设上限,中期审核时,学生可以提出资助申请,根据导师和院系的评议结果,对相关项目予以3000-10000元不等的资助。学校公布的资助名单即“导师指导下的小组/个人研究课程”中期退课后名单。因资源有限,不申请选课的项目,学校原则上不予资助。

三、学生申请流程

1、根据院系发布的课题或自己感兴趣的方向,与相关导师进行联系和沟通,确定研究方向。

2、使用统一门户帐号登陆http://162.105.209.64/benyan,完善个人信息,提交项目申请。

3、等待导师、院系、学校审核。如导师打回修改,请按导师要求修改后再次提交。

4、所有项目提交应在2019年5月24日前完成。

四、导师审核流程

1、使用统一门户帐号登陆http://162.105.209.64/benyan,查看学生申请情况并进行审核。

2、可以对学生申请做出“通过”、“不通过并打回修改”、“不通过”三种审核意见。

3、所有项目导师审核应在5月31日前完成。

五、后续工作

立项审批完成后,教务部官网和本科生科研训练系统 http://162.105.209.64/benyan上将发布《2019年“本科生科研训练“立项备案名单》。

导师可以通过本系统向学生布置工作任务,学生也可通过系统提交阶段性进展报告。

关于项目的一切变更问题,请在2020年4月中期审核前确定,并在中期审核中提交相关申请。

若中期审核期间已立项学生逾期不登录 http://162.105.209.64/benyan管理系统提交中期申请,学校将不予立项资助,同时将其“未完成‘本科生科研训练’资助项目”的记录记入其学习档案。

结题答辩将在2020年10月举行。

六、注意事项

1、学校欢迎学有余力并对研究工作有兴趣的本科生申请参加“本科生科研训练”资助项目,目的是培养学生提出问题、分析问题和解决问题的兴趣和能力,使学生了解和掌握科研的基本方法、手段及过程,拓宽学术视野,受到初步的科研训练。学校鼓励学生根据兴趣积极探索,在导师的指导下自主选定研究题目,认真进行科学研究并完成研究项目。在此基础上,学校鼓励更多优秀学生脱颖而出,发掘自己的潜力,能够独立承担部分重要研究工作。

2、为了保证完成研究计划,获得资助的学生要有较充裕的时间投入,主动与导师联系,了解导师对研究项目的要求,听从导师的安排和指导。由于“本科生科研训练”项目资助时间跨越多个学期,需要投入大量的时间和精力,受资助学生要合理安排时间,遵守学校有关的规定,充分利用大三整个学年及其前后两个暑期,从事社会调研项目的学生,特别要充分利用假期的有利条件。

3、特别提醒下列情况的学生:

①、拟选修辅修专业/双学位的学生、拟赴境外大学交流学习的学生;

②、拟参加暑期实践等活动的学生;

③、拟提前毕业的学生、拟大四出国学习的学生;

请上述情况的学生慎重申请“本科生科研训练”资助项目,如果申请获得资助,应合理安排时间、精力投入研究项目。如果受资助项目因上述情况在时间、精力等安排上发生冲突,请院系帮助学生做出选择。

4、“研究课程”的论文内容及学分不能与学年论文/毕业论文(设计)的内容、学分重复使用。

5、其他规定参见《北京大学促进本科生研究型学习管理办法》(附件1),系统操作问题参见《本科生科研训练系统用户使用手册》(附件2)。

七、问题反馈

项目情况请咨询各院系教务主管老师。相关规定和系统问题请咨询

教务部教学办:陈岩 联系电话:62755459     e-mail:jwbchenyan@pku.edu.cn

附件1:《北京大学促进本科生研究型学习管理办法》

附件2:《本科生科研训练系统学生用户使用手册》

附件3:《本科生科研训练系统导师用户使用手册》

  教务部

2019年4月


工学院部分导师公布的题目(更新中...)

 1. 教师姓名:黄迅

 题目:

(1)基于深度神经网络的水中声学成像实验

        题目简介:跟课题组学长学习深度神经网络技术,在浅水声学槽内设置不同声源,并开展声学成像研究,撰写研究论文。

(2)多电飞机模型设计加工及风洞实验

        题目简介:基于OpenVSP等工具学习多电飞行器设计并实现(含多通道遥控),学习风洞的基本操作,并在导师指导下设计和开展风洞内的实验工作,撰写研究论文。

  拟指导学生人数:2

对学生要求:每周能保证足够的实验室工作时间。此外,题目(1)任何一种语言的很好编程基础;题目(2)机械和电子动手能力强或有强烈的学习兴趣,上大学前玩过航模的优先。

 

2. 教师姓名:谢天宇

题目:

(1)内镜机器人

   题目简介:内镜机器人面向临床消化道内镜(胃镜,肠镜等)的电动控制插入及检查手术时的各种操作。主要进行内镜的电控控制,内镜各种姿态的测量及三维图像显示,检测各种参数的测量如扭矩、旋转角度、位置、运动速度等。

  拟指导学生人数:1-2

  对学生的要求:学生针对具体所需要涉及的研究需要学习电路、信号处理及图像处理等知识。

(2)内镜图像处理

   题目简介:针对内镜的图像(各种波长光的图像)进行各种图像处理算法的研究,涉及图像增强、特征检测、图像融合、人工智能等,以提高临床内镜诊疗的能力。

  拟指导学生人数:1-2

  对学生的要求:学生需要学习信号处理及图像处理等知识。

 

3. 教师姓名:王启宁
论文题目:
(1)人机耦合系统动力学分析与异构系统建模
题目简介:针对人与穿戴式机器人耦合运动进行动力学建模和分析,研究交互力机制和运动协同问题。
(2)智能假肢和外骨骼机器人控制
题目简介:基于实验室智能动力下肢假肢和外骨骼机器人样机,开展机器人运动控制研究。
(3)人体运动意图识别和泛化学习算法
题目简介:人体运动意图识别是人与穿戴式机器人有效融合的核心问题,研究人-机-环境适应方法和意图识别算法。
(4)柔性驱动器设计与控制
题目简介:以绳驱动和软体驱动为代表,开展柔性驱动器力-位置控制和交互力分析。
拟指导学生人数:3-4名
对学生的要求:刻苦努力、能主动探索。先修过理论力学、自动控制原理的学生优先。


4. 教师姓名:宋洁
论文题目:
(1)互联网环境下基于社会学习的服务推荐研究
题目简介:随着互联网的普及,用户越来越多的通过线上途径获取服务,例如医疗咨询、外卖、在线订票以及电子商务等。为了帮助服务提供方更好的推销服务产品,同时帮助用户更好的选择服务产品,第三方平台建立评价系统用于收集用户针对服务产品的体验反馈,进一步实现与不断完善平台服务功能。用户社会学习行为指用户之间的信息交流以获取服务产品的信息,其中评价系统是用户进行社会学习的重要途经。本研究旨通过基于数据的行为分析、数学建模的方法,刻画服务评价系统及用户的社会学习行为,并基于对用户学习行为的考量进行服务产品的推荐,实现服务产品收益的优化。该研究将丰富用户社会学习理论,建立一套基于数据驱动的服务评价到服务产品推荐的优化算法。
(2)基于服务系统评价的激励策略研究
题目简介:互联网技术的普及,产生了越来越多的线上服务平台,包括淘宝、滴滴和美团等等,且不断有新的服务平台诞生,实现新的服务产品通过互联网平台面向用户进行销售,这也激发了用户学习行为对于扩大服务产品市场的重要性。基于服务评价系统进行的社会学习能更好的帮助顾客了解与购买服务提供方的产品,因此服务平台获取优质的服务产品评价将提升用户对服务产品的关注。本研究旨在围绕刚刚推向市场的新兴服务产品,探索如何通过动态的定价、补贴等方式激励用户提供优质服务评价,分析优质评价对服务产品销售的影响,在理论层面建立一套服务评价系统方法,并通过数据驱动与建模优化挖掘服务评价激励策略。
拟指导学生人数:2名
对学生的要求:有较好的概率统计,编程基础。


5. 教师姓名:侍乐媛
论文题目:
(1)高端装备制造业以生产均衡为目标的复杂场景生产计划优化问题
题目简介:制造业企业的生产水平和盈利能力不仅依赖于自身工业制造能力,更依赖于企业的生产管理水平。其中一个重要方面就是生产计划的制定和优化,尽管该领域已经有大量的学术研究和应用,但是由于不同制造业企业的生产特点和目标具有复杂性、多样性,此领域仍有许多尚未解决的问题。
本题目需对高端装备制造业的一个以生产均衡为目标的复杂场景生产计划优化问题进行研究。该生产计划的制定需要考虑一些复杂的生产特征和约束,例如按单生产的生产模式、多层级的产品BOM 结构、批量流的生产方式、不允许延期交付、在制品库存等等。在这些复杂的生产特点和约束情况下,生产计划人员需要制定一个年度生产计划,使生产各个部件的工作中心的生产负荷在计划周期内尽量均衡。本题目需针对该问题建立数学模型对问题进行描述,对问题的性质进行分析并设计相应的算法进行求解。
(2)大规模组件数目的多级库存水平仿真研究
题目简介:随着市场竞争的日益激烈,客户对不同商品的需求多样性和不稳定性日趋明显,因此,动态需求下如何控制整条供应链的库存水平就显得尤为重要。有效的库存优化控制可以在保证服务水平的前提下降低库存成本、提高周转率。
本题目需对一个多产品库存问题进行优化研究。该问题的需要考虑的生产业务场景复杂,有众多、BOM层级、组件可通用等特点。例如,对于多层级的产品BOM 结构,库存前后置会不同程度影响库存成本与生产链条响应速度。在需求不确定的情况下,采用一般的库存模型难以对整个生产链条进行全局优化,因此需要使用仿真优化的方法对该问题进行研究,最终实现库存成本最小化和服务水平最大化的目标。
拟指导学生人数:2名
对学生要求:对工业工程和优化问题感兴趣,具有较好的数理基础和编程能力,能够投入一定的时间精力进行学习研究。
 

6. 教师姓名:谢广明
(http://ibdl.pku.edu.cn/join_us/undergraduate_join/index.htm)
论文题目:
(1)多智能体仿真平台搭建
题目简介:仿真平台是机器人控制算法研究的有效工具。本项目基于实验室已有的仿真平台,使用OpenAI Gym开发出满足多智能体协同与竞争研究的仿真环境。在本项目中,你会收获:1.Python开发仿真环境的能力 2.国际水中机器人大赛仿真组参赛机会 3.论文。
拟指导学生人数:1人
对学生要求:熟悉Python,有一定的计算机编程能力,有pygame开发经验优先。

(2)多智能体强化学习
题目简介:Multi-Agent Reinforcement Learning(MARL) 是AI极为火热的研究领域之一,OpenAI Five在Dota2比赛中使用此技术战胜了世界冠军。目前对于多智能体强化学习的研究还处于起步状态,主要的方法有MADDPG、ATOC等,本项目希望基于现有的gym环境开展MARL新算法的研究工作。在本项目中,你会收获:1.MARL相关知识 2.国际水中机器人大赛仿真组参赛机会 3.论文。
拟指导学生人数:1~2人
对学生要求:熟悉强化学习,熟悉Tensorflow或PyTorch,有多智能体理论、博弈理论基础的同学优先。

(3)基于深度强化学习的多智能体视觉追踪
题目简介:深度学习有着强提取特征的能力,强化学习有着强决策的能力,本研究希望在图像视觉领域,将两种方法有机结合,提出一种实时跟踪多智能体的新方法。在本项目中,你会收获:1.深度学习图像处理的相关知识 2.强化学习的相关知识 3.论文
拟指导学生人数:1~2人
对学生要求:熟悉Python,有一定的图像处理的知识。

(4)基于多智能体深度强化学习的多仿生机器鱼编队研究
题目简介:Multi-Agent Reinforcement Learning(MARL) 是AI中极为火热的研究领域之一,本研究工作希望使用现有的MARL方法,结合流体力学计算,在仿真中实现多智能体编队,并将其移植到现实机器人控制中。 在本项目中,你会收获:1.多智能体深度强化学习知识 2.流体力学计算知识 3.论文
拟指导学生人数: 1~2人
对学生要求:熟悉Python,熟悉C++,有一定的流体力学计算和深度强化学习的知识储备。

(5)基于机器学习的仿生机器鱼位姿控制研究
题目简介:目前对于水下机器人的位姿控制,还停留在传统控制方法中,本研究希望结合现有的AI技术,实现水下机器人的位置与姿态控制。在本项目中,你会收获:1.流体力学计算知识 2.机器人控制知识 3.机器学习算法 4.论文
拟指导学生人数:1人
对学生要求:熟悉Python,熟悉C++,有一定的流体力学计算和机器学习的知识储备。

(6)水下仿生机器人的能量节省研究
题目介绍:如何减少机器人运动过程中能量消耗以及提高机器人的运动效率一直是一个挑战,本项目希望结合现有的AI技术,在已有的机器人基础上,进行能量节省的相关研究。在本项目中,你会收获:1.流体力学计算知识 2.机器人控制知识 3.机器学习算法 4.论文
拟指导学生人数:1~2人
对学生要求:熟悉Python,熟悉树莓派,有一定的流体力学计算和机器学习的知识储备。

(7)无人机+机器鱼协同控制
题目简介:生物界的生物不同个体的能力有差异性,根据生理结构不同有着各自的优点。人类被称作高等生物的原因之一就是因为人类具有合作的能力。许多生物种群间也存在合作的模式,不同生理结构的生物,跨种群之间的合作可能会带来1+1>>2的效果,本项目中,我们给无人机挂载摄像头,与机器鱼进行协同,共同完成群体协作任务。
拟指导学生人数:3-4人
对学生的要求:有AVR、ARM开发经验者优先考虑,熟悉C、python语言,了解计算机视觉常用算法,了解深度学习在计算机视觉中的应用,可合作发表论文。

(8)微小型高仿真仿箱魨机器鱼的研制
题目简介:箱魨是一种具备箱状外形的鱼类。与常见的鱼类不同,它不具备流线型的外观,身体的主体呈现棱形,且棱形边缘具备轮廓分明的脊骨。它的背部和底部的外表面向外凸出,侧边的外表面向内凹陷。这样的外观特征使得箱魨鱼具备良好的机动性和稳定性。本课题以箱魨Ostracion cubicus为仿生对象,研发一款具备高仿真外壳,且通过新型驱动材料实现运动驱动的厘米级(体长45~55cm)仿箱魨机器鱼。目前高仿真外壳已获得,后续的工作主要包括:1、新型驱动材料的选型、制作、测试;2、机器鱼电路系统的设计;3、机器鱼整机调试。
拟指导学生人数:1人
对学生的要求:1)对本项目所研究的内容有兴趣,科研态度端正,有责任心;2)具备电子设计、材料力学、固体力学的基础更好。

(9)基于人工侧线系统的流场感知与多机器鱼队形保持控制研究
题目简介:侧线是大多数鱼类重要的感知器官,为其在恶劣水环境下生存起关键作用。鱼类利用侧线感知周围邻居个体运动产生的涡街,从而感知邻居个体的运动状态和自身相对邻居个体的状态,通过局部反馈形成有序的群体队形。受此启发,本课题探究机器鱼利用自身搭载的人工侧线系统感知到的流场信息,实现多机器鱼队形保持控制。
拟指导学生人数:1人
对学生的要求:1)对本项目所研究的内容有兴趣,科研态度端正,有责任心;2)具备流体力学、信号分析、编程、深度强化学习基础更好。

(10)基于人工侧线的机器鱼障碍物感知与避障研究
题目简介:侧线在鱼类的避障行为中起到了关键性作用,受此启发,本课题探究机器鱼利用自身搭载的人工侧线系统感知流场中障碍物的尺寸、大小、方向、位置等信息,并设计反馈控制回路,实现机器鱼的避障控制。
拟指导学生人数:1~2人
对学生的要求:1)对本项目所研究的内容有兴趣,科研态度端正,有责任心;2)具备流体力学、信号分析、编程、深度强化学习基础更好。

(11)面向水下电场通信的嵌入式系统设计
题目简介:现有的水下电流场通信的嵌入式系统中,软件部分的代码运行效率并不高,收发数据速度较缓慢。且目前基于水下电场通信的机器鱼组网方式仍存在缺陷,多水下机器人进行通信组网时,容易发生信号碰撞与丢包。项目希望设计更高效率的算法软件,实现稳定与快速的水下机器人组网。
拟指导学生人数:1~2人。
对学生的要求:熟悉计算器网络、嵌入式系统与技术、计算机组成、C语言。

(12)面向水下电场通信的电路模块设计
题目简介:水下电场通信是多水下机器人通信的一个仿生解决方案,与传统的水声通信等方式相比,具有诸多优势。本课题组已经提出一种通信稳定、功耗低和环境适应性强的近距离水下电流场通信方法,并在微小型机器鱼上实现。本项目希望改进现有水下电场通信电路板,提升电路板的发射功率、提升电路板的信号带宽、增强抗干扰能力等,以提高水下电流场通信的通信距离与降低误码率。具体di,希望设计具备电压信号发生和接收功能的电路。可以将两个功能集成到一块电路上,也可分开设计两块。关于电压信号发生器,希望可以产生多种频率(0~100Hz)、一定幅度(<36V)的电压信号。关于电压信号接收板,希望可以多通路(8通路,16通路等)采集上述参数的电压信号,同时兼具带通滤波功能。可合作申请发明专利。
拟指导学生人数:1~2人。
对学生的要求:熟悉基本电路原理、Mutisim仿真、模拟与数字电子技术,能够熟练运用Altium Designer。

(13)基于水下电场通信的相对定位算法移植
题目简介:目前基于水下电场通信的相对定位算法已初步设计完成,并且通过Matlab仿真证明其可行性,本项目希望将相对定位算法移植到STM32电路板上,实现高效率、实时的水下机器人相对定位。
拟指导学生人数:1人。
对学生的要求:熟悉STM32操作、C语言。

7.教师姓名: 刘磊
题目:基于二维信息材料的电学功能器件研究
题目简介:纳电子学的快速发展将器件的特征长度推进至亚10纳米。漏电和有效场效应的调控减弱要求新的材料体系和器件设计原理。二维材料天然的原子层厚度特征和丰富的电学性质表现,使其成为当前新型微纳电子学研究的热点体系之一。本项目拟开展二维材料的新型电子学器件物理研究,包括新型二维材料的可控合成(自上而上和自下而上)、纳电子学器件的精确制备和器件层面的光、电耦合性质研究,注重新型材料和纳米结构的获取和器件物理的拓展。通过项目的开展,将推动本科生对二维材料这一研究领域的全面认知和纳电子学功能器件的研究兴趣。
拟指导学生人数:1-2
对学生的要求:好学,爱思考,勤勉


8.教师姓名:陈正

课题组网页: http://www2.coe.pku.edu.cn/subpaget.asp?id=210
题目1  受限空间中的预混火焰传播特性
题目简介:通过Fluent模拟受限空间中的预混火焰传播过程。要求并对数学建模感兴趣、具有一定的编程和数据处理能力。
拟指导学生人数:1人
 
题目2 冷火焰(Cool Flame)
题目简介:内燃机中使用的大分子燃料在低温下具有多阶段着火这一特性,一般包含冷火焰燃烧和热火焰燃烧。这两个阶段分别对应低温化学反应和高温化学反应。本课题将调研冷火焰的研究进展,研究相关的化学反应机理,进而揭示研究冷火焰的着火与燃烧特性。
拟指导学生人数:1人
 
题目3 水下爆炸动力学模型研究
题目简介:通过建模、理论分析及简单数值模拟,研究水下爆炸过程,发展相应的爆炸动力学模型。要求具有较好的建模和数理方程方面的知识。
拟指导学生人数:1人

 

9. 教师姓名:刘剑飞

题目:1)手机设计空间的自动提取 2)手机外壳六面体网格生成
简介:来自华为公司的实际需求。
拟指导学生人数:3人。
对学生要求:数学及编程能力较强

 

10. 教师姓名:易新

题目:超弹性固体膜壳的压痕力学行为
简介:着重研究压头形状和尺寸、压入深度、压入位置对超弹性薄膜和壳体压痕行为的影响
拟指导学生人数:1-2人
对学生的要求:数理基础比较好,对固体力学感兴趣,有一定的编程进行数值计算的能力

 

11.教师姓名:段志生

题目:
(1)视觉里程计算法开发与实现
题目简介:
运动体智能自主控制离不开位置、速度、姿态等基本信息的测量,传统的惯性导航,基于陀螺与加计积分获取运动体位置与姿态等信息。由于传感器误差因素,造成定姿、定位误差随时间指数发散,有必要引入外部测量基准辅助惯性导航。最常规方法是通过卫星导航系统来辅助定位,但是对于室内或者卫星信号受到遮挡的区域,无法使用GPS辅助时,此方法无法使用。
目前随着计算机系统性能的大幅提升,消除了基于视觉测量所带来的计算瓶颈问题,使得基于视觉辅助的导航方法日益得到重视。本项目即探索一种IMU与视觉测量相结合的组合导航系统方案,并尝试在嵌入式硬件系统中实现。
拟指导学生人数:1人
对学生的要求: 精通c语言编程、 了解数据结构、了解线性系统理论、 了解Kalman滤波理论、了解惯性导航原理、了解计算机视觉原理

 
(2)基于视觉的非合作目标的相对位姿测量算法研究
题目简介:
随着机器人智能自主化需求的不断发展,机器人需要了解被操作物(刚体)的基本形态以及与机械臂之间的相对位置、姿态,从而为下一步具体执行操作任务提供控制反馈。由于被操作物的放置状态具有随机性且无法安装测量传感器,因此具有一定非合作特性。视觉测量作为一种典型的非接触测量方法,对此类应用具有明显优势,本项目即探索使用双目立体相机对目标进行探测的技术。特别地,对于卫星在轨操作类应用的需求,尝试对于典型旋转类非合作目标的测量方法进行研究。
拟指导学生人数:1人
对学生的要求:精通c语言编程、了解数据结构、 了解线性系统理论、了解Kalman滤波理论、了解计算机视觉原理

 

12.教师姓名:崔悦
题目:
(1)柔性或可穿戴生物传感器的研究
题目简介:本项目将研究柔性或可穿戴生物传感器的器件设计、传感检测等相关内容。

(2)传感器对于医疗检测
题目简介:本项目将研究传感器的器件设计和表征对于医疗检测的相关内容。

拟指导学生人数:5
对学生要求:每周愿意在科研上投入5到10小时左右的时间


13. 教师姓名:周欢萍

题目:高稳定性钙钛矿太阳能电池
题目简介:近年来兼具低成本及高效率的钙钛矿材料有望实现光伏技术突破,但材料的不稳定性严重制约了太阳能电池商业化进程。本研究针对材料本征稳定性展开工作,通过分子工程、材料设计,缺陷钝化等手段获得本征稳定的新型光电材料,并通过基于界面调控的微纳技术以真正实现高稳定性高效率的器件。
拟指导学生数:2名
对学生要求:有强烈的进取心和对工作生活的热情,保有对未知世界的好奇心和探索欲;雷厉风行的执行能力;具有优秀的学习能力,严谨的分析能力,良好的沟通能力和富有合作精神。