ECE电子信息工程专题：DSP数字信号处理及其在通信中的应用

　　近年来，硬件集成电路日益成熟。现代通信系统将信息映射到二进制符号序列，使用先进编码、传输和接收技术组合，处理数字信号，运转速率可达几百兆赫甚至是千兆赫，通信系统性能因此接近理论上限。项目将围绕着支撑当代通信系统的原理和技术展开，深入探讨如何突破数字通信理论极限。项目内容包括数字信号调制解调、信号正交性与傅里叶分析等。学生将通过项目掌握构成数字信号通讯的基础理论知识，了解通信系统中的编码、传输和接收技术，在项目结束时，提交项目报告，进行成果展示。

　　开课时间：2022.10.15

　　课时安排：7周在线小组科研+5周论文辅导

　　适合人群：高中生、大学生

　　适合专业：电子电气工程、通信工程、信息工程等

　　全球首位人工智能公民Sophia技术原理：智能仿生机器人研究

　　1958年，斯蒂尔意图通过研究生物系统解决工程问题，标志着仿生学作为概念首 次提出。如今，随着人工智能的发展，以及化学、控制学、材料学研究的不断突破，仿生机器人在适应性、灵活性上实现了跨越，逐渐活跃于社会生活、工程勘探、安全救援、医疗器械等诸多领域。可以说，仿生机器人和类脑计算共同构成了过去百年间机器人学、生物科学、人工智能最 具前沿性和发展空间的交叉性研究领域。何为仿生机器人?当前存在何种技术局限?未来发展前景又在何方?项目将带领学生围绕仿生机器人展开探索。

　　项目内容包括Matlab编程、机器人仿真、机器人设计与构型、机器人轨迹规划与搜索、机器人学习与进化算法等。学生将通过项目熟悉机器人学和仿生学基础理论知识，了解由工程学引领的生物学最 新发现与实例，在项目结束时，提交项目个性化研究课题报告，进行成果展示。

　　开课时间：2022.10.08

　　课时安排：7周在线小组科研+5周论文辅导

　　适合人群：高中生、大学生

　　适合专业：机器人学、仿生学、信息工程、人工智能、机器学习等

　　数据科学课题：基于现实股票

　　交易市场下的数据科学技术分析

　　与机器学习应用的研究

　　2017年，摩根大通发布了一份题为《大数据与人工智能战略：机器学习和其它投资数据分析方法》的报告，对机器学习对金融领域的影响进行了全面的阐述，昭示着机器学习已经敲开金融领域和商业数据分析的大门。

　　机器学习是什么?如何与商业分析相结合?项目将通过介绍两种非常实用的商业分析工具，即Python编程语言和机器学习工具包，帮助学生厘清上述问题的答案。学生将着重了解机器学习在商业分析股市预测中的应用，利用机器学习分析市场数据解决商业问题。该项目内容包括机器学习与数据科学概论、商业分析中市场数据处理的机器学习技术与算法、Python与Jupiter notebooks交互式学习、机器学习库、股市预测等。学生将在项目中学习如何使用机器学习完成商业市场数据分析，进行股市预测，在项目结束时，提交项目报告，进行成果展示。

　　开课时间：2022.11.05

　　课时安排：7周在线小组科研+5周论文辅导

　　适合人群：高中生、大学生

　　适合专业：计算机、数据科学、商业分析等

　　游戏设计专题：《头号玩家》交互体验 虚拟现实VR技术在沉浸式

　　游戏场景搭建中的应用

　　虚拟现实是多媒体技术的终 极应用形式，它是计算机软硬件技术、传感技术、机器人技术、人工智能及行为心理学等科学领域飞速发展的结晶。主要依赖于三维实时图形显示、三维定位跟踪、触觉及嗅觉传感技术、人工智能技术、高速计算与并行计算技术以及人的行为学研究等多项关键技术的发展。其沉浸性、交互性、构想性的优点极大提升了用户体验，也使其逐步成为游戏世界的主流发展方向。本项目也将围绕着VR在沉浸式场景打造中的应用展开。

　　开课时间：2022.11.05

　　课时安排：7周在线小组科研+5周论文辅导

　　适合人群：高中生、大学生

　　适合专业：游戏设计、数字媒体、VR技术、电影制作等

　　化学综合课题：基于化学有机物

　　的结构和代谢反应，探究其毒性

　　对机体的作用机理和影响

　　侦探小说女王英国作家阿加莎的侦探小说之所以极具魅力，很大程度上与她在药房的工作经历和对化学物毒性的深刻了解密不可分。毒理学之父帕拉塞尔苏斯提到：“万物皆毒物，因为一切物质皆具毒性。只有剂量决定一件事物不是毒物”。现代毒理学是一门基于化学、生理学、生物学、药理学、病理学理论，以流行病学和临床学方法，研究外源因素对生物系统的毒性反应和机制，对毒性进行科学定性定量评价的科学。毒理学的事实是否果真如此?如何鉴定毒性?不同毒物是否都以同种方式产生毒性?毒性在人体内如何处置与代谢?哪些生化机制可以对抗毒性?这些问题将在项目中逐一得到解答。

　　本项目将带领学生学习生物标志物、毒性标准和评价、在生物体内的代谢途径、化学反应、以及对机体的影响，并深入到毒素对DNA的影响与致病性。学生将通过项目了解化学物质毒理学经典理论概念，毒性评价及其与生命系统的相互作用，思考在环境、公共卫生、食品安全等各个领域的应用。课程中将列举大量化学物质实例，逐一剖析它们的化学性质以及危险因素。在项目结束时提交报告，进行成果展示。

　　开课时间：2022.10.15

　　课时安排：7周在线小组科研+5周论文辅导

　　适合人群：高中生、大学生

　　适合专业：化学、生物化学、环境化学、药物学、药物代谢动力学、临床医学、预防医学、免疫学、法医学等

　　天体物理专题: 早期宇宙物理观点

　　与星系形成模拟方法综合研究

　　2019年诺贝尔物理学奖花落三位天体物理学家，以表彰他们帮助人类更加深入地了解宇宙演化，探索系外行星世界，突破了人类对宇宙的认知边界。近些年来，随着大量的观测数据变得可用，理论模型与超级计算机模拟逐步结合，宇宙学和星系形成研究正在迎来黄金时代。星系形成模拟在宇宙学研究中扮演着至关重要的角色。使用计算机模拟技术，可以在超级计算机上模拟出宇宙的演进过程。堪称当今世界上最为详细的星系形成模拟之一的“揭示计划”(Illustris Project)成功地模拟出了宇宙中超过40000个星系。模拟结果与实际宇宙观测情况存在惊人一致。

　　项目接轨世界前沿星系模拟理论和技术。学生将在项目主导师(“揭示计划”的首席科学家和主要设计者)的指导下，完成星系模拟。项目内容包括计算天体物理、宇宙学、星系物理、星系形成模拟方法等理论知识与案例实战。学生将通过项目了解前沿星系形成理论、星系模拟理论和编码，完成星系形成模拟。学生将在课程结束时提交项目报告，进行成果展示。

　　开课时间：2022.10.29

　　课时安排：7周在线小组科研+5周论文辅导

　　适合人群：高中生、大学生

　　适合专业：物理、天文、数学等

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