杭州高中生造出無人自行車 四年級時自己組裝了一臺電腦天才少年

　　近日，2021丘成桐中學(xué)科學(xué)獎總決賽落下帷幕，來自杭州第九中學(xué)的高三學(xué)生時沐朗，憑借“輔助駕駛自平衡自行車”項目，以全球前十的成績拿下了總決賽計算機優(yōu)勝獎和中國分賽區(qū)一等獎，這也是浙江省2021年唯一的“丘獎”。

　　先來介紹一下傳說中的“丘獎”——

　　“丘獎”全稱為丘成桐中學(xué)科學(xué)獎，由國際著名華人數(shù)學(xué)大師丘成桐教授于2008年發(fā)起的面向全球中學(xué)生的科學(xué)競賽項目，是中學(xué)生能直接參與的頂級全球賽事之一。

　　“丘獎”涵蓋數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、計算機及經(jīng)濟金融建模六個學(xué)科，多年來已經(jīng)有超過一半的獲獎?wù)叱晒�進入清華、北大、哈佛、麻省、耶魯和普林斯頓等中外知名高校。

　　杭九中的時沐朗同學(xué)，拿到的是2021年“丘獎”計算機學(xué)科的全球優(yōu)勝獎，他造出了一輛自行車版的“特斯拉”。

　　酷炫的無人駕駛自行車

　　時沐朗的這輛自行車，擁有簡潔流暢的車身，純白的框架結(jié)構(gòu)，外觀看起來就非常前衛(wèi)、酷炫。

　　與普通自行車不同的是，車把手上的“眼睛”和坐墊位置的激光雷達(dá)，可以把數(shù)據(jù)實時傳回到自行車后輪上方的“中央大腦”，控制自行車保持平衡的同時能夠按照最優(yōu)路徑行駛。

　　這個項目，時沐朗從2019年就開始關(guān)注了。“當(dāng)時看到了清華大學(xué)發(fā)明的自平衡自行車，覺得很厲害，想開發(fā)自己的平衡與輔助駕駛系統(tǒng)。”從理論到實物，整個過程當(dāng)中，時沐朗遇到了不少的困難。

　　“最難的就是控制自行車的平衡，自行車不能像汽車那樣自由轉(zhuǎn)彎，要滿足自行車的運動學(xué)特性，研究前后輪的運動軌跡與運動學(xué)約束。”在造車的近一年時間里，他編寫代碼、做仿真實驗、不斷調(diào)試系統(tǒng)。最終在去年3月底順利完成了整個自行車項目。

　　目前，這輛自行車“中央大腦”中的路徑規(guī)劃與決策模塊，控制算法的等級在L2-L3之間，僅次于特斯拉Model3的自動輔助駕駛等級。

　　去年12月的“丘獎”全球總決賽，受疫情的影響，時沐朗參與了線上答辯。沒能向評審團當(dāng)面展示這輛自行車，時沐朗有些遺憾，但也躊躇滿志：“優(yōu)勝獎是對我創(chuàng)新成果的肯定，但在鼓勵過后也給了我更多更高的期望，我準(zhǔn)備繼續(xù)參賽，沖擊金獎。”

　　四年級時自己組裝了一臺電腦

　　時沐朗小學(xué)就讀于杭州市政苑小學(xué)，初中畢業(yè)于紫金港中學(xué)。對信息技術(shù)的興趣，從小學(xué)三年級便開始了。“學(xué)校每周都有電腦課，通過接觸各式各樣的應(yīng)用程序與益智游戲，這臺神奇的機器迅速勾起了我的好奇心。”后來接觸了C++、Python等編程語言，更加激發(fā)了他的興趣。

　　四年級時，時沐朗動用了自己的壓歲錢，買了主板、CPU、內(nèi)存等配件，花了一個多星期，自己組裝了一臺便攜式的小電腦。又用了一個月的時間，寫了一個簡單的引導(dǎo)系統(tǒng)，使這臺電腦能夠進行多系統(tǒng)切換與簡單的文件讀寫。

　　時沐朗把同學(xué)們帶到家里，得意地展示自己的作品。“一開始同學(xué)們還不相信，說肯定是大人幫我的，嘿嘿，可我爸媽哪會啊。”

　　五年級時，家里有一臺報廢的筆記本電腦，時沐朗“申請”使用，把筆記本直接拆了，把屏幕改裝成了一塊平板，用主機配合開發(fā)板做了一個能夠?qū)崿F(xiàn)人機對話的機器人。這項創(chuàng)新制作讓家里人感到很驚喜。

　　“孩子搗鼓計算機，我們一直都很尊重，給他充分的自由。”有一次，時沐朗拉著爸爸去博庫書城買書，買的都是計算機專業(yè)的書籍，說書里有配套的課程可以自學(xué)。旁邊的大人都很驚訝，爸爸默默拿了幾本兒童書一起結(jié)賬，“孩子喜歡這些，就隨便他吧。”

　　愛看國際期刊論文

　　在指導(dǎo)老師楊濤眼里，時沐朗是一個聰明好學(xué)，對新生事物、尖端信息技術(shù)有敏銳感覺，喜歡搗鼓相關(guān)技術(shù)的學(xué)生，學(xué)習(xí)能力和動手能力都很強。

　　“他有個很大的特點，會主動查閱各種前沿學(xué)術(shù)論文。”楊老師說，時沐朗對信息技術(shù)很感興趣，鉆研得比較深，學(xué)得也很快樂。他常常會冒出很多想法，看到業(yè)內(nèi)頂級會議或是國際期刊上有人發(fā)表過類似的觀點，會很高興地來找老師交流。見識過各種各樣前沿的創(chuàng)意后，他開始不斷涌現(xiàn)自己的新想法。

　　高二時，時沐朗在杭九中的香泡創(chuàng)藝文化節(jié)上，搬出了自己發(fā)明的“會寫詩的機器人”。這個機器人搭載了他自己基于GPT-2框架開發(fā)的古文創(chuàng)作系統(tǒng)“雩文”，只要同學(xué)們隨口說四個字，指定五言或是七言，他的機器人就能在明信片上寫下一首律詩，他的攤位也成為那年香泡創(chuàng)藝文化節(jié)最熱鬧的義賣攤位。

　　與很多埋頭鉆研的“大神”不同的是，時沐朗是一個性格很外向，愿意主動跟人交流的人。說起感興趣的話題，語速就像開了1.5倍速，滔滔不絕。

　　杭九中是杭州市首批“智慧校園”建設(shè)示范校，有幾次，科大訊飛的工程師來學(xué)校為智慧課堂系統(tǒng)提供技術(shù)支持，時沐朗主動跑過去跟他們聊天，甚至還發(fā)現(xiàn)了一些系統(tǒng)漏洞，連工程師都感到意外：“這個高中生，懂的還挺多。”

　　暑假里，時沐朗受邀前往科大訊飛合肥總部，修復(fù)系統(tǒng)問題的同時和工程師一起研發(fā)改善下一代智慧教學(xué)產(chǎn)品。