在武汉工程大学“双创”大楼的一间实验室里,一群年轻人用无数个不眠之夜,书写了一个从零到一的科创传奇。当2025年第十九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品一等奖的荣誉尘埃落定,聚光灯之外,是“极客棱次方”团队关于梦想、坚守与蜕变的励志故事。

450天,数千次曲面焊点测试
在2025年第十九届“挑战杯”竞赛全国总决赛中,极客棱次方团队凭借自主研发全国领先的柔性电子装联装备斩获一等奖。该项目实现了在柔性曲面上进行精准焊接,解决了传统激光焊接中加工精度低、灵活度不高的痛点,对脑机接口、具身智能、智慧医疗、柔性电子、航空航天、半导体封装等领域起到极大推动作用。

“我们的技术演进呈现出清晰的脉络,从单一流程到全工艺流程,从二维平面到三维曲面,每一步都瞄准产业前沿需求。”团队初创成员之一、机电工程学院2024级机械电子工程专业研究生张余豪介绍,他的本科四年都是在团队度过的。团队的技术根基可追溯至2018级机械电子工程专业的张靖宇带领团队开发的第一代多面级激光系统。
2023年,团队面临关键转折点。当时的核心项目——一个能实现平面精准焊接的三轴平台,虽然在技术上扎实可靠,却在众多竞品中难以脱颖而出。“因为技术在行业里已经发展得足够成熟,我们与其他同行拉不开差距,面临着竞品扎堆、优势不足的严峻问题。”团队成员2021级机器人工程专业的李国豪说。
“为什么只能在平面上焊接?我们为什么不打破二维空间,在一个三维曲面上操作?”彼时的项目负责人李国豪正值大二,在一次深夜的头脑风暴中,他突然抛出了这个问题。这个“异想天开”的想法划破了团队的沉寂。整个团队的重心开始转移——从二维平面焊接转向三维曲面焊接。


这一转向同时也源于对市场需求的敏锐洞察——新能源汽车、智能机器人和医疗电子器械正朝着微小化、精密化方向发展,传统平面焊接已无法满足柔性材料和复杂曲面的加工需求。这意味着他们要推翻原有的依赖路径,从零开始探索一个更复杂、更具挑战性的领域。
“高校要做的是前沿领域研究,要做企业头部的东西,最难的东西。如果说别人都在做的事情,我们肯定不会再做,要做就做那些高精尖的事情。”张余豪说。他们提出在设备上搭载“机械臂”实现曲面焊接的设想。这个想法一经提出得到了所有人的响应。于是,实验室成了他们的实现设想的“战场”,无数次地建模、仿真、实验、失败、重来……
“曲面焊接的核心挑战在于如何精确控制机械臂在不规则表面的运动轨迹。曲面上每个焊点位置都不同,弧度和焊接角度需要实时调整。这涉及机械臂各关节坐标的动态计算,必须将机器人技术与焊接平台软件深度融合。”李国豪解释。

创新创业学院老师张聪与项目负责人李国豪牵头攻坚这一难题。他们面临的首要障碍是坐标获取的精度问题——如何确保每个焊点的位置和角度都能达到工艺要求,保证焊接牢固度。在张聪的全程指导下,经过近450天的持续研发,进行了数千次曲面焊点测试,团队最终突破了这一技术瓶颈。
“我们尝试了多种算法和控制策略,经历了无数次失败。”李国豪回忆,“最终通过将机器人运动学算法与视觉识别技术结合,实现了0.01mm级的定位精度,满足了精密电子元件的焊接需求。”攻关过程中,张聪在技术层面倾囊相授,为团队破解算法优化、设备调试等关键难题,推动团队承接对外技术服务业务,促成校企合作落地。

“学校和老师的支持让我们得以跳出实验室,直接对接产业一线需求,明确市场对技术、能力的核心诉求,进而针对性地完善研发方向与自身本领。”张余豪表示。这种支持既涵盖设备、资金等硬件保障,更包括学术资源对接、行业人脉引荐等软性赋能,为团队搭建起通往产业实践的重要桥梁。
去年夏天,承载着团队所有心血与期待的“曲面焊接机械臂”,在实验室完成了首次精准弧线焊接。当焊点完美成型的那一刻,长久以来的疲惫被欢呼与喜悦取代。这一次成功不仅攻克了技术难关,更为项目后续冲击各类赛事奖项、实现产业化落地,铺就了最坚实的基石。
一群以创新为使命的“科技狂人”
极客棱次方(Cubic Geek)——这个名字本身就是一部宣言。“极客”,是他们对身份的认同:一群以创新技术为生命意义的科技狂人。“棱次方”,蕴含着团队从“线-面-体”三维发展的哲学:每一位成员都是一条待炼造的“棱”,在科创的熔炉中被打磨,最终汇聚成坚实的“立方体”;无数个立方体彼此连接,共同搭建起一个宏伟的“极客世界”。
这种多维发展、聚集成体的理念,是团队精神的内核,也吸引着为梦想而来的学生。团队覆盖机器人工程、产品设计、知识产权、电气工程及其自动化、机械电子工程、机械制造及其自动化等专业,以产学研实验基地为纽带,横跨学校8个学院的近600名学生在此开展跨学科交流与实践学习。
团队前身为机电工程学院学生张靖宇创立的鲲鹏团队。2019年,时任机电工程学院院长陈绪兵牵头的智能制造工程技术中心刚成立不久,作为学校“双创”教育的落地平台,中心为有志创新创业的学生团队提供场地、设备、资金等支持。在此契机之下,张靖宇在张聪老师的带领下,与几名实验室小伙伴创立鲲鹏团队。

2020年,张余豪加入并成长为团队负责人。随着规模扩大,在机电工程学院的统一规划下,鲲鹏团队与无人机协会合并,极客棱次方团队于2023年正式组建。团队的壮大带来了新的挑战,“人太多了,管理容易乱,招新都可能撞车。”为此,他们建立了统一的人力资源与财务管理部门,并引入飞书等现代管理工具,为团队日常运行建立了一套井然有序的管理流程。
如今,团队已发展为三大科创方向与两大职能部门的综合性科创平台:鲲鹏团队主攻柔性电子与机器人方向;SOF无人机协会聚焦3D打印与航模技术;螺丝叮咚团队专注中小学科创教育实践;同时设立财务部与人力资源部两大运营部门,负责项目资金管理与团队资源协调工作。

团队累计获得创新创业大赛省国家奖励500余项,形成了青春热血的的科创氛围。团队培养了一大批科研创新人才,历任项目相关负责人张靖宇、章王子涵、杨明杰、李国豪分别去到华中科技大学、厦门大学、中国地质大学(武汉)、天津大学等高校继续深造,另有大批学生凭借扎实的实践能力与专业素养,入职拓竹、大疆等优质企业。
“活人感”十足的温暖大家庭
“让志同道合的兄弟姐妹们一起做热爱的事。”这份理念不仅聚起了人气,更构建起全方位的成长支持体系:想提升专业技能,有高年级学长一对一培训;想勤工俭学,校企合作项目提供实践机会;想做志愿服务,可参与小学和社区的机器人科普活动;想参加竞赛,从“挑战杯”等A类赛事到D类赛事,人人都能找到适配的舞台。
更难得的是,团队秉持跨学科包容互补的理念,电控专业同学专攻技术,艺术专业同学负责项目美化,法学专业同学做好知识产权管理,几乎每个成员都能在这里精准定位自身价值。“只要团队成员有需求,我们都会尽力去争取实现。”现任鲲鹏团队负责人2023级机器人工程专业魏雪的这句话,是团队“以生为本”的生动写照。

每位新加入的成员都有时长一个月的考核期,考核期间,新成员在群里提问,基本5分钟内就能收到回应;若高年级本科生无法解决,会立即求助研究生、博士生学长学姐,确保半小时内必有明确答复。这种高效的“传帮带”机制,让新成员在遇到困难时,感受到整个团队的强大支撑。
团队的凝聚力,更藏在日常点滴的相处中。每两周一次的例会,不局限于工作汇报,而是全员畅所欲言、思想碰撞的平台。“我们并没有什么等级制度,大家可以大胆表达想法。”团队机械组前负责人、2022级过程控制与装备专业的刘可说。从大一起加入团队的她,如今已成功保研至电子科技大学。
“团队塑造了现在的我,如果没有加入实验室,我不会有这么强的自我提升意识,也不会收获这么多竞赛成果。”刘可回忆起大一时参加中国人工智能机器人大赛的经历——和同实验室的队友通宵调试小车,却在赛前因红外模块损坏功亏一篑,“虽然遗憾,但那种共同奋战的经历,让我真切感受到了团队的温暖。”
实验室搬到“双创”大楼后,集体氛围更加浓厚。本科生与研究生同桌而坐,分享零食、交流想法,轻松、开放、包容的环境让创新火花不断迸发。不同专业的学生在此找到归属感,也让极客棱次方真正成为一个凝心聚力、共同成长的创新共同体——成员们在这里不仅是并肩作战的队友,更是互相扶持、携手前行的家人。


从二维到三维,从技术到体系,从团队到生态——极客棱次方团队收获的不仅是奖项,更是一段关于技术理想团队温度与青春价值的生动诠释。这群年轻人的故事才刚刚开始。