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【校园之星】发明齿轮,向“新”而转——记郑州大学2025年“发明之星”曹森

日期:2026年06月02日 17:00

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资料来源: 学生通讯社

“看似寻常最奇崛,成如容易却艰辛。”中国国际大学生创新创业大赛双金奖、中国高校智能机器人创意大赛国家级一等奖、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛铜奖、28项国家级奖项、42项省级奖项、26项专利申请……三年科创路,步履皆铿锵,机械与动力工程学院2023级本科生曹森以热爱为帆、以实干为桨,用三年时光,在郑州大学的科创沃土上,谱写以创新赋能成长的青春华章。

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曹森获郑州大学2025年度“发明之星”

心有丘壑,志启新途

曹森与机械创新的缘分,早已根植于童年时光。儿时在拆解玩具的探索中,他解锁了机械结构的奥秘,埋下好奇的种子;高中时,科幻片中的智能机械与飞行器,更让他对机械领域心生向往;高考后,受从事汽车研发的家人影响,加之自身对动手实践的热爱,他毅然选择郑州大学机械与动力工程学院,自此正式踏上属于自己的科创探索之路。

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曹森在调试水下推进器

踏入郑大校园,曹森也曾经历过迷茫期。刚入学的他,既不适应新的环境,也对学校各类实验室、科创机构的运作模式一无所知。面对“深蓝学生创新中心”“电控组”等陌生词汇满是疑惑:“这些到底是做什么的?要做机器人又具体需要机械哪方面的内容?”而这份迷茫和好奇,在深蓝学生创新中心的宣讲会上被彻底打破。前辈们跌宕起伏的科创故事与赛事经历,像一束光照亮了他前进的方向,让他有了清晰的目标,也对科创充满了期待。

大一上学期,曹森迎来了科创路上的首次实战——全国大学生机械创新设计大赛,仿生蝴蝶飞行器是他首个实操项目。彼时的他,是名副其实的科创“小白”,连3D打印技术都未曾接触,只能靠着手工切削制作零件。无数个夜晚的挑灯夜战,换来的却是精度不足、效果欠佳的样机,比赛之路刚起步便遇挫,“那时候真的是两眼一抹黑,完全不知道专业的科创项目该怎么做。”

“发明的本质就是:发现问题、解决问题。”为了做出合格的样机,曹森和队友虚心向深蓝学生创新中心的学长请教。在学长的指导下,他从零学习SW三维建模、3D打印机操作,一点点打磨模型;又跟着学长学习电路调试、遥控编程的技巧。

渐渐地,他摸清了科创项目的核心逻辑:机械设计、电控技术、软件适配,三者环环相扣、缺一不可。当亲手制作的仿生蝴蝶成功飞起、实现精准遥控控制时,这份从0到1的突破,让他坚定了深耕科创的决心,“这个项目让我铁了心要把科创这条路走下去,那种实打实的成就感,是什么都换不来的。”

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曹森调节精密零件

凭借着这份从实战中磨砺出的韧劲和勤勉,曹森向更高的科创之路迈进。他同时备战3个实验室的机械组、电控组考核,面对跨方向学习的高难度、内容多、题量大的考核压力,他始终保持着自律的作息,利用课后的碎片时间刻苦钻研。最终他顺利通过所有考核,正式加入深蓝学生创新中心,完成了从科创萌新到入门者的转变,迈出了科创之路的坚实一步。

潜研静思,笃行致远

科研绝非一蹴而就,成果的诞生,源于潜心钻研的执着、善始善终的坚守与破釜沉舟的决心。从仿生蝴蝶叩开科创大门后,曹森便沉下心来,以“发现问题、解决问题”为内核,在一次次技术攻坚中,把现实痛点转化为创新亮点,把脑海中的想法变成落地可用的实际成果。

曹森主导的首个自主研发项目“基于增强现实的虚拟机床实训系统”,便源于对专业实训痛点的深切关注。身为机械专业学子,他深知传统机床实训存在安全风险大、实操门槛高的痛点,于是萌生了用VR/AR技术搭建虚拟实训场景的想法。项目启动后,机械、电控、软件三大模块的高度协同,成为横在团队面前的第一道难关,小型化微缩机床结构设计、虚实场景精准匹配、点云识别技术突破,更是让他们屡屡碰壁。

但曹森和团队成员从未退缩,无数个泡在实验室的日夜,上百次的参数调试与方案迭代,终于让项目顺利落地。该项目不仅实现了机械结构小型化、点云识别精准化等核心创新,斩获2项发明专利、多项实用新型专利,还成功与河南本地企业达成合作,亮相阿联酋国际展览、国内国家级展会,受到沙特相关人士的关注,真正实现了校园实训与商业应用的多场景落地,让技术创新切实服务于实际需求。

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2025 国际先进机器人及仿真技术大赛创新赛国家级一等奖(一作)

依托虚拟机床实训打下的坚实基础,加之专业学习的不断深入、灵感的逐级积累,曹森将研究目光投向金属切割技术,开启了新的科创探索。有了此前的实践积淀,他和团队在应对刀片振动、设备散热等核心难题时愈发得心应手。他们大胆创新,采用超声振动切削方式替代传统的平推直切,通过甄选性能优良的压电陶瓷实现稳定的超声振动频率,编写精准算法控制振动规律,还制作了专用控制器优化刀头性能。最终,改造后的设备不仅让金属加工表面更光滑,还大幅提升了刀具寿命、降低了企业生产成本,实现了研发与应用的深度融合。

实践经验的不断积累,让曹森的科研探索欲愈发强烈,这份旁人眼中的“野心”,从来都不是贬义词,而是科研勇士一往无前的勋章,是对敢于探索、勇于攀登的最好嘉奖。

2025 中国高校智能机器人创意大赛国家级一等奖(一作)

在曹森的众多创新成果中,“敖丙”仿生海蛇机器人无疑是最亮眼的一笔。这项成果既延续了深蓝学生创新中心二十年水下机器人研发的技术积淀,也凝聚了他和团队的跨界创新思考。水下动力传输、姿态精确控制,是水下机器人研发的难点,他和团队另辟蹊径,摒弃传统的硬连接方式,借鉴软体机器人气传动原理设计软体关节,通过气囊充放气灵活调节关节的弯曲度与刚度;同时搭配高精度传感器采集水下姿态和环境数据,编写专属程序优化关节蠕动参数,结合螺旋桨形成混动模式,让仿生海蛇实现了灵动、精准的水下运动。

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曹森为放生海蛇机器人做下水前的准备

这款机器人能轻松进入传统设备无法抵达的狭小、复杂水下空间,为海油平台管线检测、地质溶洞探测、洞穴潜水救援、远海养殖网箱维护等领域提供了新的解决方案,填补了行业技术空白,也为更多尚未被发掘的应用场景,提供了无限的发展可能。

仿生海蛇机器人“敖丙”样机实物图

虚拟机床实训的初次探索,到金属切割技术的落地实践,再到仿生海蛇“敖丙”的成功问世,曹森的多个项目看似方向不同,核心技术路线却一脉相承。他始终沉下心做研究、脚踏实地搞探索,在属于自己的科研道路上慎思笃行、行稳致远。

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曹森(左三)获得2025年河南省“豫你携手·创赢未来”大学生创新创业大赛亚军

薪火相传,逐光而行

“我的科创之路,从来都不是孤军奋战。”曹森常把这句话挂在嘴边。从初入校园的懵懂探索,到成长为独当一面的科创先锋,他每一步前行,都离不开导师的悉心引路、学院的全力支撑、团队的并肩作战,这份温暖而坚实的力量,始终陪伴着他攻坚克难、稳步前行。

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曹森(右一)与团队成员调试“敖丙”仿生海蛇样机

导师的悉心指引,为曹森的科创之路扫清了诸多障碍。指导老师主动为他牵线对接正规科创平台,让他接触系统化科研训练,从不懂项目流程的新手,逐步摸索出科研的方法、积累实践能力;身为机器人领域专家的学院领导则全程保驾护航,从专业技术指导到顶层规划,在他遇到瓶、陷入迷茫时耐心解惑、理清思路,助力他不断突破创新

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2025“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛铜奖(一作)

除了导师的助力,郑州大学机械与动力工程学院更给了他一片肥沃的科创土壤。深蓝学生创新中心延续二十年的“老带新”制度,让学长学姐手把手教他3D打印建模、设备操作等实操技能,帮他快速攻克技术门槛;学校与社团免费提供科创赛事耗材,让他可以大胆试错、无惧失败;学院设立的新生专项基金,更彻底扫清了他科创初期的资金顾虑,让他能心无旁骛地投身研究。

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中国国际大学生创新大赛现场,曹森(右三)与参赛团队合影

饮水思源,心怀感恩。深蓝学生创新中心有着延续20年的“老带新”带头人制度,曹森正是这项制度的受益者。“我大一刚进来,就报名当了干事,跟着我的带头人、上一届部长学习,是他带我系统入门了水下机器人。”曹森笑着回忆道。更让他铭记的是,“敖丙”仿生海蛇项目研发的关键节点,王凯甬、金章勇等毕业学长专程从外地赶回学校,为团队分享技术经验、规避研发弯路。这份跨越届数的温暖传承,让他坚定了信念——要把这份温暖与科创精神,稳稳传递给后辈。

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“敖丙——基于仿生海蛇的智能海洋管道检测机器人”项目路演

如今身为深蓝副部长的曹森,将代代深蓝人的传承落到了实处。每当有新成员加入,他都会带着大家研读深蓝云盘里历届学长学姐的工作记录和经验笔记,从零件设计、参数调试等基础技能教起,耐心解答每一个疑问,帮助他们快速适应实验室节奏、解锁科创技能。这份悉心带教也收获了满满成果,许多学弟学妹在他的帮助下快速成长,其中他负责指导的学弟林耀国,更是在国创赛中斩获金奖,从一名科创小白成长为能独当一面的项目骨干,让深蓝学生创新中心的科创力量代代相传、生生不息。

对于那些渴望走上科创之路的学弟学妹,曹森也毫无保留,分享自己的真实经历与实用经验,给出最真诚的建议。“我常跟刚入门的学弟学妹说,做科创千万别自己闷头瞎摸索。学校的实验室有成熟的培养体系,学长学姐也都是一步步踩坑过来的,跟着体系学、跟着前辈走,能少走特别多弯路。”他也反复叮嘱大家,不要半途而废,技术积累的过程虽然枯燥,但只要坚持下去,终会有所收获。“每一次试错都是成长,每一份坚持都有收获,终会拿到属于自己的科创成果。”

作为一名中共党员,曹森将个人科创理想与国家发展大局紧密结合。在他看来,获得的奖项都只是对过去努力的肯定,绝非科创之路的终点。对于未来,他思路清晰、语气坚定,将继续深耕机械智能装备领域,跳出实验室大型项目的局限,把目光投向更贴近民生的实用型小创新,聚焦大众生活中的实际痛点,用精准的创新设计,让小发明解决大问题,让科创成果真正走进日常生活、服务社会。

历经千帆,初心不改;前路漫漫,步履不停。这位年轻的“发明之星”,将继续以创新为刃、以传承为责,在机械创新的道路上逐光而行,用青年学子的智慧与力量,书写“强国有我”的青春答卷,为国家机械工业发展贡献属于自己的青春力量。


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