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【青春上海】“一不小心”获得全国第一,同济学霸研究马龙张继科来学数学

来源:青春上海   时间:2021-11-26  浏览:

一年前,同济大学交通运输工程学院2018级本科生刘佳琦和小伙伴们“一不小心”在全国大学生数学建模竞赛上获得了全国第一名,对同济队伍来说,这还是28年来的第一次。能爬上这棵“很高的树”摘下成功的果实,在刘佳琦看来,契机却是源自于自己所喜爱的乒乓球。

 

研究马龙成为学习数学建模的动力  

“来同济前我就听说,这里有一棵很高的树,每年都会在上面挂很多人。所以进入同济后,我给自己定的第一个小目标就是,千万不要挂在这棵树上。”被刘佳琦风趣地比喻成“很高的树”的正是让很多大学生望而生却的数学建模课。

刚刚接触课程,他发现这真的是棵挺难爬的“高树”。还没听几节课,他便傻了眼。满屏的公式推导犹如天书;好不容易跟上老师讲课的节奏,捡了一支笔的工夫,又找不到北了;好好的习题,上课一听全会,下课一做就废。

“我一边羡慕着大神们强大的解题能力,一边感叹着自己的差距,心里就一直在想,这可怎么办呢?”直到有一次,刘佳琦看到了一道乒乓球战术分析问题:马龙和张继科的接球习惯有什么区别?近台快攻是不是中国球员傲立世界乒坛的秘密?

“想要用数字严谨地解释这些问题,就要用统计学中的T检验,想要更系统的分析,还要建立一棵决策树,但这些我都不会,怎么办?那就立刻学!”刘佳琦是个乒乓迷,动力一下子被调动了起来。研究完马龙,研究张继科,他形容当时的自己彻底“上头”了。他还把自己当作“小白鼠”,做起了实验,“通过对战术分析的数字建模,发现自己比赛中使用更多侧身抢攻和台内侧拉,果然能够成功提升胜率。”

这让他很是得意——一道题目,既学了概率论,还提升了球技,更让他发现了书上的公式原来那么有趣。后来每学一个模型,他就会琢磨,生活中哪里能用到它,“上课、跑步、吃饭时都在想,建模成了我的条件发射。就这样一直坚持到现在,我不仅课程拿了优,还在建模竞赛中拿了奖。”

 与11万帧视频数据“较真”  

但是想要真正将知识转化为自己的能力,仅仅有兴趣,仅仅拘泥于课程是不够的。刘佳琦开始将目光转向科研。

自动驾驶是近些年的技术研究热门。别看自动驾驶汽车可以实现很多高大上的功能,但要想保证它在各种各样恶劣环境中的安全,非常不容易。它偶尔会有判断错的时候,而每一次场景检测的失败,威胁到的可能就是生命。这时候,就需要科研技术人员手工去做数据矫正。

面对现有自动驾驶感知算法在复杂道路中仍然存在感知失效的情况,在交通运输工程学院柴晨副教授的指导下,刘佳琦作为学生负责人带领团队开展了“基于代理模型的复杂道路环境自动驾驶感知能力与运行安全评估”项目研究,并以此参加2020年第十五届全国交通科技大赛。

“我们当时面临的,是11万帧视频数据标定的工作量。”这是什么概念呢?刘佳琦解释说,标定1帧视频至少需要30秒,11万帧数据,至少需要330万秒,也就是900多小时。900多小时,足够同龄人学完十几门课程,看完400部电影,玩将近3000场王者荣耀。

面对这样的工作,没有捷径。“无论面对雨、雪、雾、黑夜等不同的危险场景,我们都需要人工去判断自动驾驶车辆检测失败的部分,再手动进行数据修正。”刘佳琦还记得,当时标定过程推进到1/3,突然发现团队三人的标定标准有些不一致,之前的工作全都白费了,只能推倒重来。好不容易到了实验阶段,检测标定质量时又发现,因为人为的误差依旧存在5%的样本标定错误,只能再次返工重做。面前的数据如浩瀚的海,巨大的工作量又非常枯燥,又逢新冠肺炎疫情期间,伙伴们宅在家里,项目沟通、推进效率都大打折扣,他一度甚至怀疑项目能否顺利结题。

但是这样的较真是值得的。“当我们挺过一道道难关,最终得到理想的算法,拿到全国一等奖的时候,除了喜悦,我更多的是感受到了坚持的价值,还有这份研究的意义所在,我们是在为人们更安全的出行做努力。”刘佳琦说。

 带领班级同学脱离“内卷”  

五个学期平均绩点4.91,全年级专业第一,曾获国家奖学金、全国交通科技大赛一等奖等14个奖项,如今刘佳琦还被评为同济大学2021年“追求卓越学生奖(本科生)”。但刘佳琦却说,让他感到最骄傲的,还是班长这个身份。

而在同学们的心中,这个班长“很温暖”。作为班长的刘佳琦有着这样的带班理念:拒绝内卷、带领全班一起奔跑。

“被迫内卷,跟不上时,反而容易躺平。”大一时,刘佳琦发现班上有些同学进入大学后,一下子适应不了,学业上掉队了。作为班长,刘佳琦觉得自己有责任帮助他们,于是他发动其他班干部一起行动,在学院的支持下申请到了校级的“同舟助飞”帮扶项目,并在老师的指导下专门为同学们量身定制提升成绩方案。

他使出浑身解数,绞尽脑汁想出了各种办法,与班上的“学霸”们一起开展线下一对一帮扶,线上通过公众号分享学习经验,用百度网盘、公共邮箱等分享学习资源,组建线上自习室打卡等措施。他联络班委成立“班级反内卷联盟”,定期组织交流沙龙,敦促“躺平”的同学快快上线学习,搭建班群-新媒体-云端三级资源共享平台,让外部的资源不断涌入。

功夫不负有心人,几位之前学业暂时落后的学生渐渐追上来了,成绩有了明显提升。最终,班级不仅拥有人均2.6人次的奖学金、竞赛获奖记录,更齐心协力,一路杀到全校前十,拿到同济大学优良学风标兵班的荣誉。“帮人就是帮自己。”刘佳琦说,当自己分享的学习经验切实帮助到他人时,有时候比自己拿到一个“优”还要快乐。

“一个人优秀并不是真的优秀,一群人的优秀才是真正的强大。”刘佳琦说,其实这也是数学建模带给他的启示。数学建模竞赛是典型的团队合作类短期学术竞赛,要求每支参赛队在短短72小时内完成选题、问题分析、建模求解、规范表述与写作的全过程,这对于每一支队伍来说都是巨大的挑战,也需要团队的默契合作才能完成,无论作为队长还是班长,刘佳琦始终相信,集体的力量远大于个人。

 == 对话 ==  

记者:“爬树”的过程给你带来了什么启发?

刘佳琦:启发就是,很多时候想要对学习上瘾,需要我们动动脑筋,从另一个角度邂逅这些知识,找到点燃自己的兴趣点,说不定就可以事半功倍。

记者:科研探索的魅力在哪里?

刘佳琦:数学建模与任何一次科研经历一样,就像一场奇妙的探险旅程。这场旅程的过程充满艰难险阻,但正是这份未知的魅力让我们沉醉其中。最重要的是要坚持,只有坚持,才能逢山开路、遇水架桥,开辟出一条通向胜利的道路,携手抵达云端峰巅。科研探索的征途上,坚定的信念和持续的付出才是最重要的。

记者:为何拒绝“内卷”?

刘佳琦:任何时候我们都离不开团队协作,我们在建模竞赛中获得的荣誉,离不开每位队员的冷静分析,高效配合,协作比“卷”更为重要。“众生皆卷”的时代,我们一样可以共同进步,也能保持更加健康、积极的心态,在这其中每个人也都能获益。

青年报·青春上海记者 刘晶晶

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