本科四年获得国家级奖项6项，省级3项，发表EI论文2篇，申请发明专利2项（公开阶段），实用新型专利1项，软件著作权2项……经过多轮角逐，郑州大学水利与土木工程学院2018级道路桥梁与渡河工程专业本科生郭文彤获评首届河南省大学生“创新之星”，并获得省教育厅3万元支持经费。同时郭文彤带领团队瞄准机场道面无损检测前沿问题，开发了“机场卫士”，首创全空间智能化机场道面健康巡检系统，该作品也荣获“挑战杯”国家级银奖和河南省特等奖。

“创新之星”究竟是如何炼成的？回首过往，一路过五关、斩六将，经过四年的本科学习生涯，郭文彤逐渐走出了一条属于自己的科创路。

偶然敲开科创之门

高考结束后，郭文彤与家人朋友讨论未来专业问题。相较于选择当时的一些热门专业，郭文彤想着在传统工科里加入一些学科交叉的内容也许会做出新东西。“当时一是想着做一些学科交叉的东西，另一方面在查过资料后发现城市中的土木行业还有不饱和的情况，在西部地区也有一定的发展前景。”郭文彤回忆道。多方面考量后，他毅然决定好了专业。“土木类专业有传统和新型之分，传统型以建筑为主，着重研究混凝土、沥青等。新型则多结合生物、计算机等新内容，门类很大，有种百花齐放的感觉。”郭文彤这样介绍，他现在也正在自己最初设想的传统学科与新技术相结合的道路上坚定地走着。

初入大学时，郭文彤和大多数同学一样每天认真地学习着专业课程。慢慢适应了学习节奏后，郭文彤开始思考怎么利用电脑做些除了看资料之外更有意思的事情。在与计算机专业的同学交流中，他开始接触编程，先是在网络平台上观看很多“酷炫”的视频，又去图书馆借了一些书看。“我觉得这个东西做出来很酷炫，然后我就去了解做出来都需要什么东西，但也只停留在了解上。”虽然当时郭文彤对科创的理解还只浮于编程的“魔力”，但一颗种子已经深埋在他心中。

真正意义上敲开科创大门，还要从学校每年十月份被称作“百团大战”的社团招新活动说起。中心体育场上近百个社团让人眼花缭乱，郭文彤在郑州大学学生科学技术协会的帐篷前停下了脚步。“当时很吸引我，因为你可以看到他们做的东西，确实很酷，”提起与“科协”的初遇，他仍旧兴奋不已，“这是一次比较偶然的机会，但是对我来说挺重要的。”

平台铸就收获成长

在协会中，郭文彤认识了很多热爱科创的人，也有了更广阔的平台去接触科创。一次偶然的机会，郭文彤听了学校智能机器人创新训练实验室的宣讲，加入实验室的想法由此萌生。想加入实验室，就要有一定的知识基础，在接近半年的考核时间里，郭文彤自学了编程、硬件开发、电子电路软件设计、建模、3D打印，“实验室的考核就是要求你具备将一个想法从0到1实现的能力。”郭文彤介绍道。

加入实验室后，郭文彤结识了一批志同道合的伙伴，经过一段时间的学习和实践，郭文彤又成功加入了学校在济源设立的双足实验室，并最终通过努力担任了体操机器人组组长，善于学习的他直言从同伴身上和活动中学到了很多。“我觉得最重要的一点是环境所带来的收获，你可以看到很多在各个方面都有特长的人，而我学到的第一个经验就是做事情要提前规划。”郭文彤认真说道，“提前规划是大家都会有的意识，但我见到有人把它做得很好。”

见贤思齐焉，实验室同伴们的一些优秀品质也在潜移默化地影响着郭文彤，让他的自主思考和学习能力都得到了提高。2020年疫情居家上网课期间，郭文彤曾遇到过这样一个问题——所训练的模型无法部署到设备上。“在这样一个情况下其实很少有伙伴可以进行交流，可能很多事情要靠自己去查资料去思考和检验。”对于当时没有太多经验的郭文彤来说，只能自己慢慢探索，摸着石头过河，不断尝试各种新思路、新方法。

随着专业技能的成熟，郭文彤在各大赛事中崭露头角，在参加比赛的过程中，郭文彤也在不断吸取经验。在青岛的一次机器人大赛给他留下了深刻印象，“比赛中的突发状况太多了，比如说螺丝会滑丝、电子设备找不到地方充电等。”郭文彤提起还是觉得惊险，比赛开始前已经设想了很多问题，但到实际操作时还是会遇到各种难以预料的突发情况。

“前一天看过比赛场地之后感觉不对劲，因为比赛地板是具有弹性的橡胶，与我们实验场地的地板材质不同，所以当时机器人的翻滚动作总是会出现失误。”当天晚上回到酒店之后，郭文彤和团队根据比赛场地情况重新更换了机器人的手足材质，又重写了翻滚动作中的角度代码，使得它可以更好地适应比赛环境。多场比赛经验的积累，让郭文彤得到了更加全面的成长，“我觉得这使我获益匪浅，也能让我在后来的比赛也好，答辩也好，可以更游刃有余地去对待一些事情。”

实践驱动创新之路

科技创新的过程，是一步停留在实验室，一步走向实际的探索。“机场卫士”系统的开发始于2020年，“我们都知道机场道面健康对航空交通安全起到至关重要的作用，机场路面无破损、无异物是飞机安全起降的保证。”郭文彤在查阅资料后了解到，当时我国机场道路的一些检测手段仍以人工实地检测为主，在与指导老师交流后，郭文彤和实验室以及其他一些志趣相投的同学组成了“机场卫士”项目团队，前往机场进行了实地调研。

“公路更关注裂缝、裂纹、坑洞这些问题，但是机场会更加重视一些异物的侵入，比如螺丝钉、铁片。”郭文彤在了解中发现，这些异物虽小，但遗留在道场上却会给飞机引擎等造成巨大影响，实际中也确实因此出现了一些事故。“这方面确实是一个比较严重的问题，在了解后我们就想着结合之前的研究去解决一下现有的问题。”于是郭文彤将研究方向从“对道路病害的检测”转移到了“机场道面病害”上。

机场道路检测主要有三方面内容，一是道面外来异物检测，二是裂纹检测，三是道基检测。郭文彤尝试着用一套设备对这三个方向进行一体化检测，这在当时算是首创。在很快实现了前两种检测后，2021年11月份左右，郭文彤用探测雷达解析机场道路雷达图，实现了道基检测，又运用一些相关的编程方式将形成的界面融到操作系统中。在实现一体化机场检测的同时还配备了GPS，可以将检测到的异常位置通过5G信号传输到在腾讯云上搭建的网站里，成功实现了线上检测查看工作。

在郭文彤和团队的不断改进和完善下，融合了机器视觉、深度学习、探地雷达等多项先进技术，以多重分布式处理方式实现机场道面表观病害、障碍物、隐蔽性结构病害全空间一体化检测的“机场卫士-全空间智能化机场道面健康巡检系统”诞生了。该系统采用智能化检测车辆搭载深度学习算法的方式，能快速、准确找到道面病害的位置并及时修复，有效防止了道面结构进一步恶化，在大幅度降低事故发生率的同时减少了道面维修费用，并获得第十七届“挑战杯”全国课外学术科技作品竞赛国家级银奖、第十五届“挑战杯”河南省大学生课外学术科技作品竞赛特等奖。

围绕“机场道面检测”，在此前研究的基础上，郭文彤以第一作者发表了两篇EI论文，并以第一发明人申请了两项发明专利：一项是《基于多种卷积神经网络融合的机场道面病害异物检测方法》，有效提高了检测的准确度；而另一项《基于深度学习的机场道面病害异物检测方法及系统》则实现了在智能检测机场道面病害与异物的同时保证检测精度和效率。提及其怎么把实验操作转化为论文和专利时，郭文彤说：“当你的思路很清晰，东西做到一定程度时，转化是个自然而然的事情。”

这次研究方向的转变也使郭文彤更加关注工程实际，“我觉得要把论文写到祖国大地上，首先要找到一个生活或服务生产中的难题，而解决这个难题的目的是为了提高人们的生活质量。”对科研的探索可以停留在想象层面，但最终的任务依旧是落在解决实际问题上。

郑州“7·20”特大暴雨灾害发生后，土木与水利工程学院曾组织一些同学参与到灾后城市道路无损检测当中，郭文彤的团队也把制作的新型检测机器带出去进行了一番“真枪实战”。在实际工作中，郭文彤发现机器确实存在一些问题，如设备的稳定性等，后来又针对这些问题进行了细致的调整。这些实践也让他对科技创新有了新的认识，“经过应用我们发现实验与实际生产还是有一些差异的，也让我们懂得了一个产品从无到有的过程并不是一帆风顺。要将实验成果运用到实际生产中去看看效果，这样才可以做得更好。”郭文彤总结道。

学在郑大，行至远方

“我很感谢郑州大学，无论是学院、老师，都为我的发展提供了一个广阔的平台。”郭文彤满怀深情道，团队项目从最初构思规划再到具体开展，全程都离不开老师的指导和帮助。水利与土木工程学院坚持创新驱动和人才强院战略，坚持实行本科生创新导师制、本科生进实验室等一系列举措，每年也会投入一定的经费用于支撑科技创新奖励，激发学生创新热情，为学生全面成长成才提供良好的软硬件环境。

一直以来，郑州大学在全面提升人才培养质量的道路上从未停止脚步。郭文彤所加入的双足机器人实验室隶属于学校智能机器人创新训练基地。2009年，为进一步提高学生的科研创新能力，学校成立了智能机器人创新训练基地，并面向全校本科生选拔优秀科创人才。基地全年开放，为学生开展科创项目提供场地、设备、培训课程及研发资金，每年都有来自全校10余个理工科院（系）的学生在此学习、训练、实践和参加竞赛。自成立以来，基地累计斩获大奖百余项，逐渐发展成为郑州大学本科生科技创新工作的一面旗帜和培养青年科技人才的摇篮。

除此以外，郑州大学积极创建创新人才培养学校，搭建多学科交叉实践平台，培养综合素质突出的创新拔尖人才；坚持专业教育和创新创业教育并轨制教学，把创新创业教育贯穿人才培养全过程，建立了国家-省-校三级“大学生创新创业训练计划”体系；推进实施“一院一竞赛”工程，鼓励学生参加高水平学科竞赛，加强高水平科研训练；多年来，郑州大学为鼓励创新，对创新创业竞赛中获得国家级及以上奖励的参赛学生团队及个人给予奖励。在郑州大学这片创新沃土上，不断孕育着新生力量。

当前，郭文彤已被保送至浙江大学攻读硕士研究生，继续在相关领域进行深耕。在如何对待科创这件事上，按郭文彤的话来说，最重要的是真诚，真诚地对待你的科创，真诚地对待你的生活，到自己有一天真正可以和科研科创对话的时候，才可以做到问心无愧。

“科技创新就好比打怪升级，路上会遇见无数个阻碍，不止是在研究方面，还包括生活与学习的协调以及处理人际关系、解决问题等方面，这个过程会培养你的认知，改变你对问题的看法。”正如郭文彤所说，科创之路并非一帆风顺，每一个科创成果的取得，都是一步一个脚印的积累。如今的郭文彤从郑州大学这片沃土上成长起来，走向了一个更广阔的舞台，他的未来有无限可能，但始终不变的是坚持科技创新的初心。（李丹阳 蔡笑雨 撰稿）

水利与土木工程学院2018级道路桥梁与渡河工程专业本科生郭文彤

郭文彤在做实验

机场卫士-全空间智能化机场道面健康巡检系统机场试验