NI唤醒下一代卓越工程师

当今炙手可热的物联网为人类构建了一个完美的未来世界，小到可穿戴设备，大到汽车及家电产品，都随着物联网的普及而发生了革命性变化。

强大的无线通信水平、长时间的电池续航以及传感器技术成为助力物联网发展的强力推手；技术固然发展，但是反观工程教育领域，有一部分却只是停留在理论知识的学习以及完成碎片性实验的阶段，学生的动手能力相对缺乏。因而，普及创新的教学理念和方式，培养下一代卓越工程师，成为美国国家仪器（以下简称NI）义不容辞的责任。

2015年7月13~14日，定位冰城哈尔滨，在这个没有银装素裹的季节，NI在哈尔滨工业大学举办“第十一届NI全国高校教师交流会”以及“第三届全国虚拟仪器大赛颁奖典礼。”在为期两天的活动中，记者享受了一场NI关于创新工程教育的盛宴。

DAY  1：唤醒下一代卓越工程师——“第十一届NI全国高校教师交流会”

NI具有享誉全球的虚拟仪器技术以及前沿的图形化系统设计方案，在推动创新型工程教学的同时，也帮助教师和学生高效率开发科研成果。NI的高校教师交流会十年如一日地为全国高校教师提供分享工程教育创新理念与前沿技术的平台，并在教育方面进行了持之以恒的投入。

2015年，NI最新提出了“唤醒下一代卓越工程师”的理念，并深入探讨“下一代卓越工程师培育”的实践经验。而这，也成为本届高校教师会的主题。

NI全球院校项目部门经理Ray Hsu

第十一届NI全国高校教师交流会上在NI全球院校项目部门经理RayHsu先生的演讲下拉开序幕。Ray坦言，NI作为一家在全球测试、测量与控制行业领先的公司，一直致力于对学生的培养。2014年发布的学生嵌入式设计平台（myRIO），目前全球已有800所大学在使用，myRIO软件工具包的发布让学生们可以像使用app一样下载各类开发工具，加速学生的创新应用开发；NI ELVIS 作为一款工程教学综合实验平台，已经在全球成功地被将近1000所院校所采用，而不断增加的实验扩展板更是丰富着ELVIS的生态系统。

交流会上，教师们共同研讨了电子电路、通信原理及测试测量等方向的相关课程教学及课外实践，并分享了基于NI平台的5G通讯、电力仿真、状态监测以及汽车测试等方向的成功科研应用案例。在学校里，对于基础课程，同学们往往还处于应试阶段，此时，最重要的就是用直观且互动的形式让他们迅速理解大学工程的概念。举例而言，清华大学的于歆杰老师使用my DAQ开设了模拟电路课程，而这成为全球首个在eDX上开设的中国大学课程。而对于复杂的专业课，如何让学生快速理解背后的物理含义，联系实际应用并且培养其综合实际能力是透过这些课程教育背后的关键点。除了基本的教学之外，各种创新实践使得学生真正将各个专业知识用于实践，在巩固所学内容的同时更加贴近真实的工程研究。

目前，NI已与清华大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学在内的诸多211、985等院校展开合作，并为其提供相应的实验设备。其中，清华大学的电类教学实验室以NI ELVIS作为实验教学平台的核心，针对清华大学学生特点定制了模块化的ELVIS插入式试验板卡，并利用仿真设计软件NI Multisim将计算机仿真结果与硬件实际实验结果进行实时比对，拉近了理论与现实的距离。再比如，哈工大与NI共同建立的“虚拟仪器创新实验基地”，基地包含NI Compact RIO以及NI PXI等诸多实际工业生产常用的硬件平台，涉及数据采集、自动化测试与控制、可重配置仪器、机器视觉检测、无线传感器网络等诸多方向，为学生实验、科创实践以及工程实训提供了良好平台。西安交通大学的自动化专业的自动控制原理实验改革主要需要改变以验证型的实验为主的传统实验方式，引入更多的设计性实验，因而他们选择了NI ELVIS以及LabVIEW软件展开教学改革。

清华大学基于NI平台编写的无线通讯教程

活动中，NI 也精心呈现了多个现场演示，包含创新工程教学、学生创新实践、高效科研、NI教学合作伙伴等诸多方面的实际工程经验与应用案例。

上~下：全新的企业级设备状态监测解决方案、基于语音控制的智能家居系统及基于NI ELVIS的基础通信教学实验

左~右：基于NI平台的医疗服务机器人、汽车控制器数字化虚拟标定平台以及桥梁结构健康监测系统

DAY 2：校园精英创客的智慧舞台——2015（第三届）全国虚拟仪器大赛颁奖典礼及作品秀

活动的第二天是第三届全国虚拟仪器大赛颁奖典礼，会场近300位教师、学生与小编共同见证了本次大赛的最终成绩。本届大赛，不论赛事规模、影响力、参与度还是优秀作品的数量以及质量而言，均达历届之最：全国188所高校的1664支参赛队伍、751份涵盖测控技术与仪器、自动化、计算机、电气工程、机械工程、通讯工程、电子工程、动力工程、汽车工程等众多学科与实际工业相结合的创新作品。经过激烈角逐，最终80份作品进入决赛。

清华大学“自平衡自行车”获得本次大赛特等奖

“全国虚拟仪器大赛”、“NI毕业生设计竞赛”、“中国大学生篮球机器人竞赛”等诸多面向高校工科学生的创新型实践大赛定期举办，为追求创新实践的未来工程师们提供了广阔的平台。NI还选送其中的优秀作品以及佼佼者代表中国参加全球顶尖的大学生创新竞赛项目。其实，纵观整个“NI院校计划”的核心，是对“引领工科学生真正实现从理论到实践”这一理念的深耕，而全国虚拟仪器大赛，也正是NI践行企业社会责任与承诺的一个缩影，为一批又一批的顶尖创新工作人才提供了展示风采的舞台。

而参赛的作品，不仅数量众多、覆盖领域广，而且充分显示出参赛者对于虚拟仪器技术理解的深度。小编在参观作品秀中，充分感受到他们的创新思维、科学态度以及团队合作精神。

清华大学“自平衡自行车”

最吸睛的作品当属获得特等奖的清华大学“自平衡自行车”。通过嵌入式虚拟仪器平台，建立自行车的非线性模型，针对其线性化模型设计出反馈结合的转向平衡控制器，成功实现匀速时自行车的自平衡控制；控制参数可随车向前的速度自适应地改变，能实现变速中的平衡控制；在转型平衡控制器的控制下，无人自行车能够实现“8”字的现场绕圈和草地越野之类的活动，具有很强的确定性和灵活性。

基于NI平台的机器人获奖作品

上左：可拓展性多功能多足机器人开放平台——多足机器人具有强大的自由度，能够实现复杂多样的地形环境，程序设计采用生产者/消费者的设计模式+状态机架构，并且利用传感器的数据融合技术，进行机器人运动步态的仿真模拟，实时采集运动过程中的步态数据。

上右：全体感操纵机器人——“人机合一”的机器人概念，利用新型的体感操作技术（NUI）全方位代替传统机器人的操控方式，操作者通过自然的头部、上肢姿势及手部变化等，随心所欲地控制机器人；除此之外，它还有沉浸式视觉反馈功能，通过进行远程摄像，并利用头戴显示器实时显示，增加操作者沉浸感。

下：基于my RIO的安全流动检测机器人——采用限幅的铰链式车体结构，6个独立工作室的行星结构车轮，在机体越障的过程中能自适应地调节重心位置，前、中、后三组车轮在攀爬障碍时相互推挽，大幅度提高了机器人的越障能力，增强了复杂地形的适应能力。

其它参赛作品

除此之外，本届虚拟仪器大赛还有许多的富有创意的参赛作品展出。比如图中的智能窗帘控制系统（上左）、羽毛球机器人（上右），智能象棋助手（下左）以及基于虚拟仪器的三维重构系统设计（下右）。

“创新人才培养”是当前中国教育的一大课题，以NI为代表的企业院校将持续支持对中国人才的发现及培养，并继续为中国教育体制改革带来裨益。（GK-CJT播报）