第一名保研浙大科研型“学霸”马登的追梦之旅

　　新湖南客户端5月23日讯（通讯员 何兴如 赵金月）马登，长沙理工大学科研型“学霸”。大学四年，他砥志研思，精进不休，不断挑战和提升自己，以第一作者身份发表SCI论文1篇、EI论文1篇（bestpaper）；申请发明专利5项，已授权发明专利1项，已公布发明专利4项；先后获得中国高校智能机器人创意大赛国家级二等奖、北斗杯全国青少年科技创新大赛国家级二等奖、“互联网+”湖南省创新创业大赛国家级三等奖、湖南省智能导航科技创新大赛省级一等奖等20余项科技创新类奖项；获得2022年湖南省“芙蓉学子”学术科研奖等多项荣誉……

　　“我的偶像是在电磁学领域做出重要贡献的电气工程师尼古拉·特斯拉。”高中时，马登从物理课本上认识了特斯拉，了解了特斯拉的相关科研成就，从而对这个天才发明巨匠产生了深深的崇拜。加之马登的爷爷是电力公司管理人员第一名保研浙大科研型，逢年过节饭桌上总会谈论起电气相关话题，从小就受到家人熏陶的马登，渐渐聚积起他对电气专业的浓厚兴趣。步入大学时，怀揣着成为一名电气科学家的梦想，马登进入了长沙理工大学首届机电类教学改革试点班学习。

　　大一刚入学时，马登接触到了python等编程语言，好学的他主动探索编程语言的奥秘，时常从代码托管平台（github）上找来经典项目练习。恰逢疫情，学校开启网上授课，一次英语课，老师的一句随口议论——考勤不便，让马登萌生了编写一个课堂考勤软件的想法。于是他和几位同学合作，通过腾讯课堂的应用程序编程接口（API）获取各成员进入课堂和离开课堂的时间，编写程序分析各成员上课的时间是否达到要求，并将实际结果反馈给老师。

　　这次小试身手，让马登的科创信心大增。为了进一步提升自己的专业能力，马登选择加入了汽机学院的车路协同实验室学习和锤炼。

　　马登在实验室研究的第一个课题是“基于北斗定位的公路异常路面检测系统”。针对常规公路异常路面检测方式适用范围受限、检测不及时且检测成本高昂等问题，马登和团队提出了一种基于车载智能手机的道路损伤识别算法，通过检测垂直加速度是否超过设定的阈值来判定道路损坏程度。期间，为了克服实时检测加速度时各方因素影响带来误差的难题，他们查阅了大量文献资料，进行了多次试验和算法的复现，最终找到利用三轴加速度计采集实时交通数据的方法，并设计出一种优化的巴特沃斯滤波器，来去噪所收集的车辆的垂直加速度。团队还利用改进的高斯背景模型来选择合适的阈值条件，基于支持向量机算法实现了道路异常损伤的多级分类，最终以app的形式下载到智能手机中完成对异常路面的检测。

　　这项研究帮助马登斩获了湖南省智能导航科技创新大赛省级一等奖、北斗杯全国青少年科技创新大赛湖南赛区一等奖及国家级二等奖。2021年6月，马登还将这项实验研究成果转化为论文，并发表于EI检索ICIVIS会议论文集。

　　这项研究对马登而言是一次十分完整的科研过程，他在研发过程中接触了包括开发前端app、部署服务器、研究时间序列模型在内的新知识，深度扩宽了知识面，为后来进行更深层次的科研打下了基础。

　　创新是科研大树的生命力。开展科研之余，马登也在积极参与各种创新类竞赛，以培养自己的创新思维。他勇于挑战，并先后荣获中国高校智能机器人创意大赛国家级二等奖、全国大学生数学建模竞赛湖南赛区二等奖、“互联网+”湖南省大学生创新创业大赛金奖等20余项科技创新类奖项。

　　大二下学期，在浏览网上论坛时，马登偶然发现大学生关于数学建模竞赛的讨论很激烈。数模竞赛需要建立数学模型来解决实际问题，是培养创新意识和创造能力的一个极好载体。于是，马登开始留意学校发布的数学建模竞赛报名信息，并进行组队。面对生产企业原材料的订购与运输赛题，马登和队友别出心裁，从供货数据入手，提取出了每家供应商的供货特征，并使用优劣解距离法（TOPSIS）进行了重要性评分。他们在比赛中对402家供应商的供货特征进行了量化分析，为生产企业选取出了合适的供应商，并采用蒙特卡洛算法和贪婪算法制定出了经济性最高的订购和运输方案。首次参加数学建模竞赛，马登就获得了省级三等奖的好成绩。

　　“知常明变者赢，守正创新者进。”马登深知要想深抓科研，就不能止步于简单层面的创新实践，他向着更加专业性的创新类比赛进军。在第四届中国高校智能机器人创意大赛中，马登带领团队设计了一个激光导航同时定位与地图构建技术（简称slam技术）机器人。根据“建立比赛场地地图，导航至指定区域，并指认‘小偷’”的比赛任务，马登带领团队摸索slam技术的框架，包括前端扫描匹配、后端优化、闭环检测等环节。最终，他们设计的机器人在实战过程中通过激光雷达成功建立了实时地图，并导航出最优路径，依靠人脸识别功能成功指认了“小偷”。凭此出色表现，马登在这次比赛中获得了国家级二等奖的好成绩。

　　量变逐渐积累起质变，通过不断的竞赛挑战与实践积累，马登的科研之树结出了丰硕的果实。2022年5月，在一次关于超级电容器的项目研究中，马登萌生了对电池充电状态做一些研究的想法。他将想法与指导老师沟通，老师引导他尝试针对卡尔曼滤波器算法的局限性进行一些改进。通过分析传统卡尔曼滤波器适用的范围，从原理入手，马登挖掘出卡尔曼滤波器存在“当模型精度不足、噪声协方差矩阵不确定、传感器误差较大时无法实现有效估计”的问题。他进而自学了锂电池的基础知识、递推最小二乘法、等效电路模型等知识，经过大量研究和实验，提出了一种变量遗忘因子递归最小二乘来实现参数识别和一种自适应跟踪卡尔曼滤波器来估计电池的充电状态。凭借这项研究成果“学霸”马登的追梦之旅，马登以第一作者身份发表了一篇SCI论文。SCI作为众多学术研究者关注的焦点，对于本科生马登来说，这更是一份十分重要的肯定。

　　“真理的小小钻石是多么罕见难得，但一经开采琢磨，便能经久坚硬而晶亮”，在参加各类学科竞赛和实验室研究双线并行的过程中，马登的梦想一步步凝实，他逐渐积攒起向科研领域进军的实力和魄力，在孜孜不倦的探索和求知中感悟着科学的真谛。

　　“路虽远行则将至，事虽难做则必成。”为了让自己电气科学家的梦想在大学里进一步扎根，在初入校园时，马登就确定了保研的目标。马登深知要想保研成功就一定要做好学术与科研的积累。成为一个行动上的巨人，是他开启保研奋斗之路的第一步。

　　日常没课的时候，马登经常在图书馆和自习室学习到深夜。为了抓牢所学的每一个知识点，马登会想办法在忙碌的学习和竞赛中挤出时间，通过慕课再次巩固学习基础。为了拓宽知识深度，马登还经常通过知网、谷歌学术、xmol和IEEE等平台来查找资料。当遇到重难点时他会把有关这个知识点的文献反反复复看上十几二十遍，同时自己去尝试复现文献中提及的一些算法，并在此基础上挖掘创新点，亦或是搜索其他学者在该领域的创新论文，进行借鉴学习。

　　博观而约取，厚积而薄发。四年来，马登累计阅读了8000余页文献书籍资料。大面积多层次的学习，让马登总结出一套读文献的方法：拿到一篇文献后，马登会先从文献的题目、摘要、研究内容、学习结论等几个方面入手，接着看文章的图表和实验方法，了解解决问题的具体步骤，最后再阅读文献的背景部分。这样读完，就能很好地把握住一篇文献的核心内容。马登为自己的科研发展提供了丰富的知识储备，科研的雪球也随之越滚越大。截至目前，马登以第一完成人发表SCI论文1篇、EI论文1篇，申报发明专利5项（已授权1项，已公布4项）。

　　目前，马登以平均分94.6分的复试成绩成为浙江大学分布式智能电网夏令营优秀营员第一名，并成功保研至浙江大学，为自己的大学四年画上完美的句号。他即将走向更广阔的人生，在新的里程创造新的精彩。