计算机作为申请方向的大热门,每年的竞争都非常激烈,学生们更是“卷生卷死”,在AI日益发展的现在,计算机er该如何体现自己的核心竞争力?用计算机去解决一个实际问题会是吸引梦校注意力的好主意!在ISEF的赛场上,既有融入复杂算法的假肢,也有运用计算机知识分析物理现象的巧思,这些项目是如何一步步被构思出来、走上世界舞台的?
上周我们邀请了有方理科工程学术主管S老师,他将从计算机的本质入手,深入浅出地为我们带来ISEF计算机攻略,揭秘大奖“密码”!
有方理科工程学术主管| S老师
✔ 物理数学方向主要负责人,多次斩获物理/化学/生物比赛国家级奖项;
✔ 教学经验丰富,擅长剖析顶尖科技比赛获奖作品、评审趋势;
✔ 辅导学生参加全国青科赛、英才讨划、ISEF等,带领学生在国内外科创赛上斩获省赛/州赛/国际级荣誉奖项。
01 最全科普!ISEF是什么?
国际科学工程大赛由美国Society for Science在1950年首次举办,被誉为青少年科创“世界杯”,从首届创办以来,ISEF为全球知名大学、名企输送了大量顶尖科技人才。
ISEF面向全球9~12年级的中学生,涵盖了几乎所有学科,包括物理、化学、计算机、工程、社会科学、生物学等21个细分学科。
每年会有1,800余位学生在地区附属赛事中脱颖而出,获得通往ISEF总决赛的门票,争夺高额赛事奖金和科研荣誉奖项。
02 ISEF中的计算机
说到计算机,大家是不是只能想到编程呢?其实计算机的应用非常广泛,S老师根据ISEF赛场上常见的应用场景,将计算机项目分为了以下两种大类
对应到ISEF的具体赛道,关联性最强的就是ROBO和SOFT两门学科。
ROBO机器人和智能机器
今年ROBO的一等奖作品是一个关于飞行器着陆的研究。这个课题结合了计算机和物理,神经网络控制火箭降落,制作火箭模型进行测试。之所以投ROBO,是因为其本质还是算法,即用神经网络解决控制问题,与ROBO的定义更为契合。
随着近年航空航天领域蓬勃发展,这类热点方向比较有话题性,容易让评委产生共鸣。还有一个讨巧的点在于学生做了一个火箭模型,虽然无法实现着陆,但他把结构做了出来,其神经网络算法非常抢眼,这也是拿下一等奖的原因。
SOFT系统软件
今年SOFT的二等奖开发一个用AI识别用户是否患有抑郁症的网站。该项目用到了NLP和LSTM的结构,整体偏应用层面,学生还在视频中展示了网站的识别原理、使用方法等,投SOFT很合适,也拿下了不错的成绩。
ROBO和SOFT是和计算机直接相关的两个学科,而在进入AI+X时代后,计算机几乎可以和任何学科相结合。有了计算机的加持,学术研究不仅可以摆脱地理和时间因素限制,为学生节省通勤和实验的时间,并且易于生成大量数据。下面重点来看几个和AI结合的非常巧妙、且获得过ISEF总决赛大奖的学科及作品。
今年同时拿下ISEF天文物理学一等奖和George D. Yancopoulos Innovator Award(ISEF所有学科一等奖中的top)的作品,研究的是天文学中的关键问题行星是如何形成的。
学生基于GPU开发了一套神经网络算法,用来做行星的发现和检测,费用比NASA便宜数十上百倍。这就是一个物理+AI结合的经典案例,即用AI解决物理问题,具有很强的创新型,项目本身也足够硬核,所以在ISEF中极具竞争力,成为了the best of the best。
今年CBIO一等奖作品研究的是猴痘。学生结合2022年美国猴痘爆发这个热点新闻,想解决猴痘传播问题,这就涉及到药物和疫苗的研发层面。
生物实验的过程非常漫长,于是学生通过计算生物学构建BIO-PLEX框架进行蛋白结构分析,提高了药物研发效率,实际上它也的确影响了美国一些实验室的药物设计,很有地域特色。
交叉学科的选择会比较多样,虽然在计算机方面的硬核程度会略逊一筹,但在另一条赛道或许就会成为黑马。
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03ISEF获奖规律总结
有方通过整理超过9000份ISEF Finalist摘要,与超过50位ISEF、丘奖评委导师进行学术探讨,在近年生化赛道的作品中我们可以看到以下三个特质:
生活化的问题
方法的结合与创新
社会应用价值
这三个指标,其实也是近年来ISEF对于学生项目的要求。高中生的科研从来都不是从0到1的创新,而是希望学生能够从生活出发,通过已有的科研结果,做出一个“新”的东西,并且能够有很强的应用价值。
而就近年ISEF整体的获奖作品而言,以下几个趋势值得大家注意:
对当前科学或者项目中的问题能够清晰地、完整地阐述;
青年科学家们选择了合适的研究方案对于项目进行深入的研究;
项目创新点往往是将前沿方法应用于所研究的问题或者对于已有方法进行改进;
结论部分会介绍项目的应用价值。
04有方ISEF学员录取案例
有方一直在强调“小兴趣,大科研”,将学生的兴趣作为他们学术道路的出发点。
我们有方的老师会与学生进行交流,帮助他们找寻自己的兴趣所在,挖掘隐藏的兴趣点。然后有方团队会根据兴趣为学生匹配导师,为其定制和匹配课题。最终,我们会带领学生在科研的道路上一步一步推进,直到产出科研成果。
有方 J同学
高中学校:美高转国内普高
标化成绩:SAT 1550+/AP 6门
斩获5枚TOP美本offer:
宾夕法尼亚大学、约翰霍普金斯大学、康奈尔大学、埃默里大学(有奖学金)、波士顿学院(有奖学金)
研究课题:
Comparison of SARS-CoV and SARS-CoV Based on Cellular Proteomics
我们是如何进行规划的
挖掘到学生对于生物和化学十分感兴趣,所以有方顾问老师为其推荐了biochem专业。
考虑到了当时美国COVID大爆发的背景,设计相关课题,体现学生的社会关注度。
有方J同学
有方老师非常重视我的兴趣,结合我的个人经历、申请意愿和当时covid-19在美国大爆发的背景,用科研项目将我的爱好和目标方向连接起来,给我设计了非常有趣的课题。
感谢S老师的精彩分享!基于学生的兴趣,引导他们走上学术研究之路,开启人生的另一种可能,这是有方一直以来的初心。ISEF 2024赛季已经开启,国内外籍子女专属的川赛不久前已经正式开始报名,想参赛的小伙伴要抓紧时间开始备赛啦!
下周四,有方科学主管H老师将带来【ISEF现代生物+行为学】,想要在生物领域有所创新的同学千万不要错过!
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