教学用智能小车的创新设计

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物联网智能小车课程设计

物联网智能小车课程设计

物联网智能小车课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解物联网的基本概念,掌握智能小车的主要组成部分及其工作原理;2. 使学生掌握编程语言控制智能小车的基本方法,了解传感器在物联网中的应用;3. 帮助学生了解物联网技术在现实生活中的应用案例,提高对物联网技术发展的认识。

技能目标:1. 培养学生动手操作能力,能够独立完成智能小车的组装和编程;2. 提高学生问题解决能力,能够运用所学知识对智能小车进行调试和优化;3. 培养学生团队协作能力,能够在小组合作中发挥个人特长,共同完成项目任务。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对物联网技术的兴趣,激发其探索精神和创新意识;2. 培养学生关注社会发展,认识到物联网技术对社会进步的推动作用;3. 引导学生树立正确的价值观,认识到科技发展应服务于人类福祉,增强社会责任感。

课程性质:本课程为实践性较强的学科课程,旨在通过智能小车的制作和调试,帮助学生将理论知识与实际应用相结合,提高学生的实践操作能力和创新能力。

学生特点:学生具备一定的电子技术基础和编程能力,对新鲜事物充满好奇心,喜欢动手实践,但部分学生可能缺乏团队合作经验和问题解决能力。

教学要求:注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,引导学生主动探究,注重培养学生的动手能力、创新意识和团队协作精神。

在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行有效的教学设计和评估。

二、教学内容1. 物联网基本概念与智能小车概述- 物联网的定义、特点与应用领域- 智能小车的发展历程、分类及基本组成2. 智能小车硬件组成与工作原理- 主控模块、传感器模块、驱动模块等功能介绍- 各模块之间的协同工作原理3. 编程语言与智能小车控制- 常用编程语言(如Python、C等)介绍- 编程控制智能小车的步骤和技巧4. 传感器在物联网中的应用- 介绍常见传感器(如红外传感器、超声波传感器等)的工作原理- 传感器在智能小车中的应用案例5. 智能小车组装与调试- 指导学生按照教学要求组装智能小车- 教授调试方法,分析并解决常见问题6. 物联网智能小车项目实践- 设计具有实际应用场景的项目任务- 学生分组进行项目实践,教师提供指导与支持7. 物联网技术在实际应用案例分析- 分析国内外物联网技术在实际应用中的成功案例- 引导学生关注物联网技术发展趋势及其对社会的影响教学内容安排与进度:第1-2周:物联网基本概念与智能小车概述第3-4周:智能小车硬件组成与工作原理第5-6周:编程语言与智能小车控制第7-8周:传感器在物联网中的应用第9-10周:智能小车组装与调试第11-12周:物联网智能小车项目实践与案例分析本教学内容紧密围绕课程目标,注重理论与实践相结合,以培养学生的动手能力、创新意识和团队协作精神为核心。

多功能智能小车课程设计

多功能智能小车课程设计

多功能智能小车课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解多功能智能小车的基本构造,掌握其工作原理。

2. 学生能描述智能小车的主要组成部分,如传感器、驱动器、控制器等,并了解各部分的功能。

3. 学生能了解并运用基础的编程知识,实现对智能小车的控制。

技能目标:1. 学生能独立完成智能小车的组装,提高动手实践能力。

2. 学生能运用编程软件,编写程序,实现对智能小车的控制,培养编程技能。

3. 学生能通过团队合作,解决智能小车在实际运行中遇到的问题,提高问题解决能力。

情感态度价值观目标:1. 学生对科学探索保持好奇心和热情,激发创新意识。

2. 学生在团队协作中,学会互相尊重、支持和沟通,培养合作精神。

3. 学生通过多功能智能小车课程,认识到科技在生活中的应用,增强科技意识和社会责任感。

课程性质:本课程为实践性课程,结合理论知识与动手操作,培养学生的创新能力和实践能力。

学生特点:五年级学生,具备一定的认知能力、动手能力和团队协作能力,对新鲜事物充满好奇心。

教学要求:教师应注重理论与实践相结合,引导学生主动探索,关注学生的个体差异,鼓励团队合作,提高学生的综合能力。

通过本课程,使学生达到以上设定的课程目标,为后续学习奠定基础。

二、教学内容本课程教学内容围绕多功能智能小车的组装、编程与控制展开,包括以下部分:1. 智能小车基础知识:- 智能小车的基本构造与工作原理;- 主要组成部分(传感器、驱动器、控制器)的功能与原理;- 相关物理知识,如电路原理、电机工作原理等。

2. 智能小车组装:- 组装工具的使用与维护;- 智能小车各部件的安装方法;- 组装过程中的安全事项。

3. 编程与控制:- 编程软件的使用与基本操作;- 控制程序编写,实现智能小车的基本运动控制;- 传感器数据的读取与处理。

4. 实践应用:- 团队合作,完成智能小车的组装与调试;- 设计并实施智能小车在不同场景下的应用任务;- 问题分析与解决。

教学内容安排与进度:第一课时:智能小车基础知识学习;第二课时:智能小车组装与工具使用;第三课时:编程软件学习与基本控制程序编写;第四课时:智能小车调试与问题解决;第五课时:实践应用与展示。

人工智能小车课程设计

人工智能小车课程设计

人工智能小车课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解人工智能基础概念,掌握人工智能小车的基本工作原理。

2. 学生能描述编程控制人工智能小车的基本步骤和方法。

3. 学生能了解人工智能在现实生活中的应用,认识到科技发展的意义。

技能目标:1. 学生能通过动手实践,组装并调试人工智能小车。

2. 学生能运用所学的编程知识,编写简单的程序来控制人工智能小车。

3. 学生能通过小组合作,解决人工智能小车在实际运行中遇到的问题。

情感态度价值观目标:1. 学生对人工智能产生浓厚的兴趣,培养主动探究科学技术的热情。

2. 学生在团队合作中,学会互相尊重、沟通与协作,培养团队精神。

3. 学生通过了解人工智能的广泛应用,增强创新意识,认识到科技对生活的改变。

课程性质:本课程为实践性强的科技课程,注重理论知识与实践操作相结合。

学生特点:六年级学生具备一定的逻辑思维能力和动手操作能力,对新鲜事物充满好奇。

教学要求:教师应注重引导学生主动探究,关注学生的个体差异,鼓励团队合作,提高学生的实践和创新能力。

在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。

1. 人工智能基础概念:介绍人工智能的定义、发展历程及分类,结合课本相关章节,使学生了解人工智能的基本知识。

2. 人工智能小车结构:讲解人工智能小车的硬件组成,如传感器、电机、控制器等,以及各部分功能,让学生了解小车的工作原理。

3. 编程控制方法:教授编程语言基础,如Scratch或Python,指导学生编写简单的程序,实现对人工智能小车的控制。

4. 实践操作:安排学生动手组装和调试人工智能小车,学会使用相关工具和仪器,培养实际操作能力。

5. 团队合作与问题解决:分组进行实践活动,让学生在团队合作中解决实际问题,提高沟通与协作能力。

6. 人工智能应用案例:介绍人工智能在现实生活中的应用实例,如自动驾驶、智能家居等,拓宽学生的视野。

教学大纲安排:第一课时:人工智能基础概念,介绍课本相关章节内容;第二课时:人工智能小车结构,分析小车各部分功能;第三课时:编程控制方法,学习编程语言基础;第四课时:实践操作,分组组装和调试人工智能小车;第五课时:团队合作与问题解决,解决实际操作中遇到的问题;第六课时:人工智能应用案例,了解科技发展的前沿动态。

嵌入式智能小车课程设计

嵌入式智能小车课程设计

嵌入式智能小车课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解嵌入式智能小车的基本原理,掌握小车各部件的功能和相互关系。

2. 学生能掌握嵌入式系统的基本编程方法,运用编程实现智能小车的控制功能。

3. 学生能了解传感器的工作原理,并将其应用于智能小车的环境感知。

技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计并搭建简单的嵌入式智能小车。

2. 学生能通过编程实现对智能小车的运动控制,包括速度、方向等。

3. 学生能利用传感器采集环境信息,实现对智能小车的智能控制。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对嵌入式系统及智能硬件的兴趣,激发学生创新意识和探索精神。

2. 培养学生团队协作意识,提高沟通与协作能力。

3. 增强学生的环保意识,培养学生对人工智能在可持续发展中的作用的认识。

课程性质:本课程为实践性较强的课程,注重理论联系实际,培养学生的动手能力和创新能力。

学生特点:六年级学生对新鲜事物充满好奇,具有一定的信息技术基础,喜欢动手实践,善于合作交流。

教学要求:结合学生特点,注重启发式教学,引导学生主动探究,提高学生解决问题的能力。

在教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,确保每个学生都能在课程中取得进步。

通过课程学习,使学生达到预定的知识、技能和情感态度价值观目标。

二、教学内容1. 嵌入式智能小车基础知识:- 介绍嵌入式系统的概念、发展及应用。

- 智能小车的基本结构、功能及工作原理。

2. 嵌入式系统编程:- 学习编程语言(如C语言)的基本语法。

- 掌握嵌入式系统编程方法和技巧。

- 实践编写控制智能小车的程序。

3. 传感器及其应用:- 了解常见传感器(如红外传感器、超声波传感器)的工作原理。

- 学习传感器在智能小车环境感知中的应用。

4. 智能小车设计与搭建:- 学习小车各部件的选型及组装方法。

- 实践搭建嵌入式智能小车。

5. 智能小车控制算法:- 学习简单的控制算法(如PID控制)。

- 实践编写智能小车控制程序,实现运动控制。

智能小车设计活动方案

智能小车设计活动方案

智能小车设计活动方案活动目标本次设计活动旨在通过智能小车设计,培养学生的逻辑思维、创新能力和动手实践能力,让学生在设计过程中深入了解机械、电子、编程等多个领域知识,并通过合作与交流提高团队协作能力。

活动时间和地点•时间:活动预计持续2周时间,每天2小时,共计10节课时。

•地点:校内实验室或者教室,确保有足够的操作空间和设备支持。

活动内容第一周1. 智能小车概述在本节课中,学生将了解智能小车的定义、功能和应用领域。

老师通过采用简明的讲解方式,让学生快速了解智能小车的背景知识。

2. 零部件介绍本节课学生将学习智能小车所需零部件的名称、功能和使用方法,如:电机、传感器、控制面板等。

并介绍如何选择合适的零部件以及选择的依据。

3. 小车底盘组装学生在这节课中会亲手进行小车底盘的组装。

老师提前准备好各种零部件和工具,引导学生进行组装操作。

在此过程中,学生能够熟悉各类零部件的使用方法和相互之间的关联。

4. 小车传感器应用学生学习传感器的作用与分类,并进行传感器的连接与测试。

通过实际操作,学生能够更好地理解传感器的原理和功能,为智能小车的后续功能拓展做好准备。

5. 小车电路连接在这节课上,学生将学习如何进行小车电路的连接。

包括电机与驱动器的连接、传感器与控制面板的连接。

通过实际操作,学生能够掌握电路连接的方法和技巧。

第二周6. 小车控制程序编写学生将学习如何使用编程语言编写小车的控制程序。

从简单的动作控制开始,逐步引导学生实现更复杂的功能,如避障、跟随等。

学生可以发挥自己的创造力进行功能的扩展。

7. 小车遥控功能在这一节课上,学生将学习如何给小车添加遥控功能。

学生将自行设计遥控器,并通过编程与小车进行通信。

学生可以通过亲自控制小车来验证他们的设计和程序是否正确。

8. 小车赛道设计学生将分组进行小车竞速设计。

每个小组设计一个赛道,包括直线、弯道等。

学生需要考虑赛道的难度和安全性,并使用传感器和控制程序来实现小车在赛道上快速而稳定地行驶。

用于创新类课程的智能循迹小车的设计

用于创新类课程的智能循迹小车的设计
A s a t: om e t e d fh n ie r g rc c n c n l c l n o a o r c lm。 atrc i a i d s n d h a k s b t c T e th n e s e gn e n a t e dt h o g a in v t nc r uu as r t kn cr s ei e .T eer a e r e ot e i p i a e o i i u i m a g g t
0 引 言
实践教学体系是提高实验教学质量的重要保证 , 也是 培养创
新型人才的必要手段之一 。我校推 出了工程实践 与科技 创新
系列课程 , 共有 4个 阶段 , 成为本科 实践 教育体 系的重要 内容 , 其
中的第一 阶段又作为面 向全校学 生的工程 实践类 的通识教 育课 程 。课程 以开展工程实践 为 目的, 注Байду номын сангаас创新 意识 的培养 , 点培 重 养学生 自主学习 、 自主研究 能力和团队合作能力 J 。智能循迹小
t ee tv e ie,i c e n a D o to lo tm st e c r fs fwa e t o to h t rr ttn p e nd die to he d tc ie d vc n r me t PI c n r la g r h a h o e o ot r o c nr lt e mo o oai g s e d a r cin, S l i O
p we ,cr utc mp s d o a ss ra d oh r c mp n n sa e moo r i g cr u t C 5 0 n r e h tee t c s n o s o r i i o o e f r n it te o o e t s t trd vn i i ,T RT 0 0 ifa d p oo lc r e s r a c t o n h i c r i

幼儿园科技创新——智能小车教案

幼儿园科技创新——智能小车教案

幼儿园科技创新——智能小车教案在当今社会,科技的发展日新月异,教育也在不断地与时俱进。

幼儿园作为孩子们的第一所学校,应该积极引入科技创新,让孩子们从小接触科技,培养对科学的兴趣和探究精神。

智能小车教案作为一种新型的教学方式,正逐渐受到幼儿园教师和家长们的关注,它能够有效地帮助幼儿园孩子学习科技知识,提高他们的动手能力和创造力。

为了更好地引导幼儿园教师在教学中应用智能小车教案,我们可以从以下几个方面来展开讨论:一、教案内容1. 智能小车的基本知识介绍:教师可以通过图文结合的方式,向孩子们介绍智能小车的外形、结构和原理,让他们对智能小车有一个直观的认识。

2. 智能小车的操作方法:教师可以向孩子们演示如何操作智能小车,让他们亲自动手操作,体验智能科技带来的乐趣。

3. 制作智能小车的过程:教师可以组织孩子们动手制作智能小车,让他们从中学习如何使用简单的材料和电子元件来搭建一个小车模型。

二、教学目标1. 培养动手能力:通过操作智能小车,让孩子们学会使用手指操作控制器,锻炼手部灵活性和手眼协调能力。

2. 提高科技素养:通过了解智能小车的原理和操作方法,培养孩子们对科技的兴趣,激发他们对未来科技创新的探索欲望。

3. 培养团队合作精神:在制作智能小车的过程中,鼓励孩子们相互合作,培养他们的团队协作意识。

三、教学方法1. 游戏教学法:在孩子们对智能小车产生兴趣的基础上,教师可以设计一些趣味性的游戏活动,让孩子们在玩中学、在学中玩。

2. 视频教学法:可以借助科技手段,向孩子们展示智能小车的操作视频,让他们更直观地了解智能小车的运作原理。

3. 实践教学法:教师可以在课堂上设置小组活动,让孩子们亲自动手搭建和操作智能小车,从实践中学习。

对于幼儿园科技创新教学来说,智能小车教案无疑是一种创新的尝试。

通过引入这样一种新型的教学方式,可以让孩子们在玩中学,在学中玩,培养他们对科技的兴趣和创造力,为他们的未来发展打下坚实的基础。

大学智能小车课程设计

大学智能小车课程设计

大学智能小车课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握智能小车的基本组成、工作原理及各部分功能;2. 学习并理解智能小车编程所需的基础知识,如传感器数据处理、控制算法等;3. 了解智能小车在现实生活中的应用场景及其发展前景。

技能目标:1. 能够独立完成智能小车的组装和调试;2. 学会使用相关编程软件,编写简单的控制程序,实现对智能小车的控制;3. 培养动手实践能力、团队协作能力和问题解决能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对智能小车及机器人技术的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生勇于尝试、不断探索的精神,增强自信心;3. 培养学生关注科技发展,认识到智能小车在现实生活中的重要意义,树立正确的价值观。

课程性质:本课程为实践性较强的课程,注重理论知识与实际操作相结合,培养学生动手实践能力和创新能力。

学生特点:大学年级学生已具备一定的理论基础和动手能力,对新技术有较高的兴趣和求知欲。

教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,强调实践操作,引导学生主动参与,培养实际操作能力和团队协作能力。

在教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,确保每个学生都能达到课程目标。

通过课程学习,使学生具备智能小车相关领域的基本知识和技能,为未来进一步学习和研究打下基础。

二、教学内容1. 智能小车概述:介绍智能小车的基本概念、发展历程、应用领域及发展趋势。

- 教材章节:第一章 智能小车概述- 内容安排:1课时2. 智能小车硬件组成:讲解智能小车的各部分硬件,如电机、传感器、控制器等。

- 教材章节:第二章 智能小车硬件组成- 内容安排:2课时3. 智能小车编程基础:学习编程语言、传感器数据处理、控制算法等基础知识。

- 教材章节:第三章 智能小车编程基础- 内容安排:4课时4. 智能小车组装与调试:指导学生动手组装智能小车,并进行调试。

- 教材章节:第四章 智能小车组装与调试- 内容安排:3课时5. 智能小车控制程序编写:教授如何使用编程软件,编写简单的控制程序。

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教学用智能小车的创新设计
设计了一种教学用智能小车,由底盘系统、电控系统组成。

底盘系统由转向机构、传动机构、差速机构、悬架组成。

电控系统采用STC12C5A60S2/AD/PWM 系列单片机为核心控制部分,由电源模块、驱动模块、方向控制模块、壁障模块、寻轨模块、测速模块、测距模块、坡度检测模块、液晶显示模块组成。

文章介绍了总体设计思路和功能,制作了智能小车的硬件电路,并编写了程序代码。

通过测试,可以实现变速、转向功能、测距、寻迹、壁障、坡度测量、测速、实时显示探测参数的功能。

该智能小车用于上课演示及实践教学,学生可以直观地了解汽车的性能参数。

标签:小车;智能;创新
引言
《汽车性能评价与选购》课程是高职院校汽车技术服务与营销专业的核心课程。

学生通过该课程的学习,了解汽车性能指标和测试方法。

由于汽车性能测试对试验场地有较高的要求,以及行车安全性方面的考虑,在教学过程中用真车做性能测试有较大的局限性。

为了把枯燥的理论通过生动直观的形式进行展示,使学生产生一种具体的形象思维,在感性认识的基础上掌握知识要点,拟设计一款智能小车作为汽车性能类课程的教具,让同学们在一种轻松,活跃的课堂中学习知识,提高学生的学习兴趣和积极性。

1 总体设计
根据课程对汽车的测试要求,文章设计的智能小车,采用高仿真汽车底盘的机械结构,运用电控技术,具备以下功能:
1.1 机械结构设计
1-后轮;2-底盘;3-主传动轴;4-电池组;5-横拉杆;6-前减震器;7-前差速器总成;8-舵机拉杆;9-舵机;10-电动机;11-电动机散热片;12-后差速器总成;13-后减震器;14-主传动齿轮;15-电动机固定座;16-霍尔传感器;17-后下摆臂;18-磁钢;19-后传动轴;20-后连接杆;21-前下摆臂;22-前传动轴;23-转向固定座。

1.2 电控系统设计
2 各模块设计
2.1 单片机模块
STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是单时钟/机器周期(1T)的单片机,
内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制,强干扰场合。

该单片机与其外围电路构成此整体电路的主控部分。

2.2 电源模块
电源由电池经过稳压电路供给。

采用5V电源供电。

2.3 驱动模块
L298可驱动2个电机,OUTl、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电机。

5、7、10、12脚接输入控制电平,控制电机的正反转,ENA,ENB接控制使能端,控制电机的停转。

2.4 方向控制模块
控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片,获得直流偏置电压。

它内部有一个基准电路,产生周期为20ms,宽度为1.5ms的基准信号,将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较,获得电压差输出。

最后,电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。

当电机转速一定时,通过级联减速齿轮带动电位器旋转,使得电压差为0,电机停止转动。

2.5 避障模块
避障电路即由多个红外传感器构成。

红外传感器有发射端与接收端组成,通过红外传感器(即发射端发射红外线若触碰到实体,此时红外会被反射回来;反射回来的红外光线会被红外传感器的接收端收到,因此接收端输出变化电压信号),来感知外界是否有物体存在。

2.6 寻轨模块
此电路与避障电路一样,红外传感器有发射端与接收端组成,通过红外传感器(即发射端发射红外线若触碰到实体,此时红外会被反射回来;反射回来的红外光线会被红外传感器的接收端收到,因此接收端输出变化电压信号),来感知外界是否有物体存在。

寻轨电路即由多个红外传感器构成。

2.7 测距模块
通过超声波发射探头发生超声波,若遇到物体必备反射回来;反射回来的波被超声波接收探头接收到。

此过程的整体时间,即为超声波从发射设备出来到物体,又从物体到发射设备的时间。

因此只要知道波速,距离也就确定了。

2.8 坡度检测模块
本智能小车采用陀螺仪检测行进中道路坡度,检测时的计算方法如下:
angle_n=angle_n-1+(Gyro-C_Gyro)*R_Gyro;
angle_n为当前角度值,它的单位是度(°);
angle_n-1为上一次计算出的角度值;
Gyro为陀螺仪敏感轴偏转值,也就是当前敏感轴读数;
C_Gyro为陀螺仪零点偏移值,这个值的测量方法是:将陀螺仪敏感轴水平放置静止时的读数;
R_Gyro为陀螺仪比例。

2.9 测速模块
测速模块使用霍尔传感器获得脉冲信号,在车轮上粘上一粒磁钢,当霍尔开关靠近磁钢,就有信号输出,车轮旋转时,就会不断地产生脉冲信号输出。

2.10 液晶显示模块
利用LCD12864作为显示器,采用此方法大大简化了硬件,充分的利用了单片机的资源,并且利用软件设计了简易的操作界面。

可通过液晶显示器与键盘的配合来完成相应的操作。

3 软件设计
采用模块化编程,在Keil.C51.v7.02的环境下编程,小车的程序包括液晶界面显示、变速、转向(模拟方向盘)、寻轨、壁障、坡度测量、测距。

以测距模块为例,给出超声波测距程序,以实现车体与其他物体的测距:
4 结束语
(1)文章论述了利用单片机作为控制核心,配合高仿真汽车底盘,整个电控系统由电源模块、驱动模块、方向控制模块、壁障模块、寻轨模块、测速模块、测距模块、坡度检测模块、液晶显示模块组成。

设计制作了智能小车的硬件电路,并编写了程序代码。

通过测试,可以实现变速、转向功能、测距、寻迹、壁障、坡度测量、测速、实时显示探测参数的功能。

(2)智能小车用于上课演示及实践教学,学生可以直观地了解汽车的性能参数,达到设计的目的。

(3)开发专业课实验设备,教师与学生在一起开发制作的过程中,提高了专业课教师的科学研究、课程建设能力,也提高了学生的创新实践的能力。

参考文献
[1]徐亚丹.汽车智能雨刷示教装置的设计[J].2013(29):40.
[2]贾宝栋.解剖车模型教具的研制[J].湖南农机,2013,5:138-140.
[3]徐金成.教具制作与实践教学结合的尝试[J].机电产品开发与创新,2013,2:149-151.
[4]于洪章.利用自制教具培养学生的创造能力[J].教学仪器与实验,2013,6:35.
[5]王宝刚.高职教育自制教具培养学生创新能力的实践与思考[J].科教导刊,2012,12:32-63.
作者简介:徐亚丹(1981,2-),女,浙江杭州,硕士研究生学历,在读博士研究生,研究方向:机构优化设计。

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