英才计划开启我的科研梦

中学生英才计划帮我开启了科学研究的大门，在这里，我感受到了大学教授的魅力，体验了科研问题得以解决时的激动和快乐，也体会到了科研过程的艰辛和失败时的沮丧。同时，它还激发了我的科学兴趣，提高了创新能力，使我受益匪浅。

從小就是酷爱物理的少年

多姿多彩、千变万化的世界，让我从小就对它充满了好奇。

爸爸常常带我游走于各种科技馆、博物馆，让我看到了很多有趣的现象。比如，原本放不进瓶子的钢珠在液氮里放一会儿后可以神奇地缩小，从而顺利地放进瓶子；放电玻璃球可以形成美得不可方物的闪电，也深深地吸引着我；尤其是在量子力学展上看到的“薛定谔的猫”，更是让我懵懂了很久……这些都使我深深地沉迷于物理世界中不可自拔，总想弄清楚“为什么”，尽管可以从物理课中明白一些它们背后的原理，但还是远远不够，还有更多的未知等着我去探索。

英才计划带我进入科研高速路

我带着这些疑惑参加了英才计划的选拔，经过层层筛选，有幸成为西安交通大学物理学科的一名成员，并在杨森、张垠、周超等老师的指导下，开启了我的科研探索之路。

蓝光会对我们的眼底造成不可逆的损伤，严重威胁着眼睛的健康。当我发现这个问题后，脑海中立即闪现出一个念头，如何判断蓝光对眼睛的伤害程度，并及时报警提醒我们。带着这个问题，在团队老师的指导下，我开始了项目的研究工作。

首先，我上网查阅有关蓝光的资料，初步了解了蓝光对人类视觉的伤害机理。蓝光是最具危险性的可见光，在可见光中对视网膜敏感性最高、穿透力最强，可以直接穿透晶状体到达视网膜产生光化学反应，从而导致视网膜色素上皮细胞衰亡、光敏感细胞养分缺失等不可逆的损伤，使眼睛内的黄斑区毒素量增高。此外，我还了解到蓝光的光损伤具有累积效应，需要达到一定的暴露限值才会报警。现有的蓝光检测设备精度很高、功能也很全面，但只适合专业机构使用，不能广泛推广，而我需要研究的是一种价格低廉、方便携带、容易进行二次开发、适合普通民众使用的蓝光检测设备。这些信息为我开展蓝光检测和报警方案的设计提供了支撑。然后，我与导师团队针对方案进行了多次讨论，在设计和开发系统的过程中，我接触到了很多大学才会学习的知识，还在老师的指导下，学习了光学、电路、统计学、智能传感材料等知识，最终不仅完成了项目，实现了设计功能数据拟合、系统辨识、网络传输等功能，还用这些知识逐步解决了蓝光采集、环境噪声的高斯分布模型构建、光敏电阻阻值和光强的映射、UDP 无线网络数据报服务等问题。

研究过程就是锻炼提高自己的过程

整个项目的研究过程就是自己锻炼提高的过程，这中间有凌晨2 点调通检测程序后的喜悦，也有连续1 周数据分析失败的沮丧。期间，我共完成了2代作品，通过设计迭代，缩小了作品体积，减少了线缆，还通过无线传输数据到手机APP 的方式，实现了多人同时使用。作品不仅能实时显示蓝光辐射强度，还能在时间段内对蓝光的有效损伤剂量进行累积计量和阈值报警，此外，利用手机APP 实现复杂功能，二次开发容易，也便于后续改进升级。

为了研究蓝光的光敏特性，我在各种场景下开展了数百次实验，只为记录在不同环境噪声的影响下获取到的蓝光光强与光敏电阻阻值的映射关系。为了研究数据的无线传输，我刻苦学习计算机网络编程知识，按照他人的案例一点一点地实验，但在数据传输过程中，还是出现了问题——发送的数据总是无法接收，并且连续1 周都没能解决，为此，我感到非常沮丧。导师了解到情况后，鼓励我科研就是在不断的失败中取得成功的，并安排了研究生帮助我，在他们的指导下，我终于发现了问题所在，调通了程序，圆满地解决了问题。虽然我是通过项目牵引研究，但在研究过程中也阅读了大量的科普书籍，比如《物理学的进化》《迷人的材料》等，极大地拓展了我的思维。

未来，我将继续探索

经历了英才计划1 年的培养，我更加坚定了自己的科研兴趣和方向，未来将继续探索，追逐我的科研梦。尽管项目结束了，也取得了一些成果，但由于时间和知识储备有限，我的作品还存在很多不足，比如，进一步通过编程实现开机时环境参数的自调整，以便在更多的应用场景下使用；研究和试制一种受环境影响小的光敏材料，提高蓝光检测的精度；实现与其他设备的交互，并长期记录蓝光辐射强度和蓝光有效损伤剂量，为进一步开展蓝光对视力伤害的研究提供数据，这些不足将在后续有合适时机时再实现。在培养过程中，我还参加了英才计划松山湖材料实验室暑期实践活动，作了口头汇报并获评优秀学员。

回顾整个培养历程，英才计划给我带来的最大收获不是学到了什么知识，也不是动手做了什么作品，而是教会了我如何探索这个世界，如何解决问题，如何创新性地提出解决方案，而不是仅仅停留在前人的脚步上，更多的是怎么再往前迈出一步。

感谢英才计划为我们提供了高水平的科研学习和交流的平台，丰富且充实的活动开阔了我们的眼界；感谢导师团队，在选题、资料查找、解决问题、实验开展上给我的指导和帮助；感谢学校的老师，鼓励、支持我参加英才计划，并在英才计划项目执行中给予我无私的帮助。

李粮多

2023 年中学生英才计划物理学科学生

就读于陕西省西安高新第一中学，师从西安交通大学杨森教授。完成“护眼神器——蓝光检测报警系统”课题，获得第18 届宋庆龄少年儿童发明奖铜奖、第9届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛陕西赛区创新潜力奖（萌芽赛道）、第37 届陕西省青少年科技创新大赛二等奖、澳大利亚物理竞赛一等奖、英国物理挑战赛金奖等奖项。