编者按:为进一步提升研究生人才培养质量,促进研究生创新能力培养及研究生教育高质量发展,学院开设《9院学生风采》专栏,旨在通过分享优秀学生的科研历程与学术体会,用同辈榜样力量进一步激励在校研究生追寻科研梦想,攀登学术高峰,砥砺成长成才。本期分享者为学院2023级博士研究生吴霜、2021级博士研究生闫文辉。
近日,学院控制科学与工程学科2023级博士研究生吴霜、2021级博士研究生闫文辉依托“智能惯性传感与系统”团队(团队负责人王小旭教授),以共同第一作者在国际著名期刊《Nature Communications》发表了题为“A μGal MOEMS gravimeter designed with free-form anti-springs”的研究论文,标志着学院在MOEMS相对重力仪领域取得重要进展。

该研究提出了计算智能驱动的自由几何多级设计方法,成功突破了小型化约束下超灵敏结构的设计难题,该设计方法为解决复杂结构极致性能的设计问题提供了解决思路,也为微纳光机电传感器件设计提供了设计工具革新;MOEMS相对重力仪原型样机融合了自由几何反弹簧式加速度敏感单元和微光栅腔式位移测量单元,实现了片上结构中世界领先的固有频率(~1 Hz)和加速度-位移灵敏度(~100 μm/Gal),兼具小型化、高性能和工艺宽容的优势,在工业、国防和地球物理学中均有着广泛应用前景。
个人简介
吴霜,自动化学院2023级博士研究生,主要研究方向为MEMS加速度计结构设计;闫文辉,自动化学院2021级博士研究生,主要研究方向为MEMS加速度计系统封装与应用。导师为学院王小旭教授。
吴霜 闫文辉
成长经历分享
五年磨一剑!论文的成功发表是多年努力与坚持的结果。从最初的构想到实验论证、数据分析,再到论文的反复打磨,每一步都充满挑战,且伴随着成长。
团队,搭建成长基石
团队的支撑是这项研究的基石。在研究过程中,“智能惯性传感与系统”课题组为我们们提供了卓越研究平台,使团队最初构想落地为严谨的科学成果。在优化阶段,团队自行搭建的高性能计算集群提供强大算力助力复杂模型的求解与大规模数据分析;在加工阶段,先进产线为精密加工提供可靠保障;在实验阶段,低振动环境的山洞实验室和高精度实验设备为测试环节提供理想环境。
同时,团队成员的共同协作也为本次研究搭建了航程风帆。在算法优化时,各位成员帮忙调试代码,提高计算效率;实验环节中,大家协助搭建实验平台;论文撰写时,大家协助逻辑推敲;在科研困境中,团队成员的支持与鼓励给予前行动力。正是课题组各位同学给予的无私帮助与支持,才使得我们在这段学术旅程中走得更加顺利。

教师,指引科研航向
在科研的道路上,导师的指导犹如航行中的罗盘,为我们拨开迷雾,指引前行方向。在整个研究过程中,王小旭教授等老师始终给予我们悉心的指导和教诲,他们不仅是知识的传授者,更是我们科研道路上的引路人,帮助我们克服科研中的种种挑战。无论是研究方案的确定、实验验证的优化,还是论文撰写的打磨,老师们都倾注了大量精力,使我们的研究更加严谨科学。
在研究设计阶段,各位老师帮助我们厘清研究思路,明确核心问题,精炼研究目标,使研究方案更具逻辑性和可行性;在实验验证阶段,老师们严格把控实验方案,细致审查每一个环节,在关键步骤给予宝贵的建议,确保实验数据的准确性与可靠性;在论文撰写阶段,老师们一遍遍审阅修改,从结构安排到语言表达,从数据分析到结论论证,都给予了细致指导,使论文论述更清晰严谨。正是因为他们的悉心指导,我们才能在科研道路上迈出更加坚实的步伐。
个人,笃学坚定向前
自己的努力是这场漫长跋涉中最笃定的脚印。这五年中,科研的道路充满了挑战和磨砺。刚踏入MEMS加速度计领域时,陌生的理论概念让我们感到迷茫,特别是在构建模型时,频繁的报错让我们陷入自我怀疑;面对庞杂的实验数据,我们一度无从下手。然而,正是这些困难促使我们更加努力地钻研专业知识,通过一次次查阅大量文献、一回回向师兄师姐请教,最终逐步解决了难题。
失败是勇敢者的勋章。在模型构建阶段,我们曾经历无数次的推翻与重来。每次都感觉自己找到了最佳方案,即将到达成功的彼岸,却总是在验证过程中发现偏差,最终只能整体推翻,重新探索研究思路和方案。虽然历经了一次次的失败与挫折,但也更让我们坚信,每一次失败,都意味着离成功又近了一步,因为这让我们更加清楚地认识到自己的不足,从而有机会去改进、去完善。
代码调试是一项巨大的挑战,尤其是在优化成本高昂的情况下,提高计算效率成了关键。无数个深夜,我们在计算机前查找Bug,当代码成功运行并提高效率时,内心的成就感难以言表。在实验验证过程中,低噪声的实验环境必不可少。我们无数次往返于山洞实验室与学校之间,并不断优化实验方案、调整实验设备,通过一次次细致调试,确保了实验结果的可靠性与科学性,验证了方案的可行性。在论文撰写阶段,如何让研究成果更具逻辑性、条理性是我们需要攻克的难题,所以我们进行无数次的修改、反思和推敲,只为让论文表达更加精准。当看到论文被最终接收的那一刻,所有的辛劳都化作了欣慰与满足。

科研突破离不开团队托举,学术进步离不开师长引领,而个人成长更离不开坚持与信念。从初入科研时的迷茫,到逐步掌握研究方法,再到取得突破,每个阶段都凝结了汗水与努力。回想那些深夜灯下的推导、实验室中的调试,甚至无数次失败后的重新尝试,所有的坚持最终成就了今天的成果。承载这份支持与馈赠,我们将在科研道路上继续坚定前行。
经验浅享
对待科学研究,需要扎实掌握基础理论,认真对待每次实验,细致推敲每段代码,科研之路要踏实走好每一步。过程中难免遇到挫折,但每一次挑战都是进步的契机,只有保持耐心、稳扎稳打,才能在未知的学术天地中行稳致远。
来源:自动化学院
审核:王小旭