2022ISEF再生元國際科學工程大賽全面解析-獲獎作品解析-獲獎課題總結

北京時間5月14日晚，第73屆再生元國際科學工程大賽Regeneron ISEF全球總決賽正式落下帷幕。翰林有方學員再次刷新歷史記錄，在預選賽、決賽階段包攬62枚獎項，總決賽獎項8枚，不僅如此，我們還歷史性的摘下了小行星命名權大獎！

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作為專注青少年科創賽事、也是培養出最多ISEF獲獎學員的團隊，我們每年都會研究、剖析最新的獲獎作品，今年也不例外。

各個國家有多少支隊伍參賽？晉級總決賽的男女生比例如何？拿下最高榮譽的大獎作品有哪些過人之處？能入圍ISEF決賽的項目有哪些共通之處？

通過研究今年所有的獲獎作品、凝聚翰林有方整個團隊心血，之前答應過大家的2022 ISEF賽事深度解析來了！

ISEF各國參賽情況

本次大賽一共吸引了來自美國49個州以及全球63個國家以及地區，總計1750位參賽者。其中美國以及美屬地區的參賽者為1075位，非美國地區的參賽者為675位參賽。

ISEF官網也統計了歷年ISEF的性別分布，通過下圖（source：ISEF Web Site）我們可以發現ISEF總決賽參賽者男女比例接近50:50。無論男生以及女生都有相同的機會進入ISEF全球總決賽。

通過整理近兩年參賽代表隊數量的TOP5國家，我們發現各國隊伍數目基本保持穩定，美國、中國代表隊每年都是參賽隊伍個數的TOP2。

今年頒獎典禮上有大量來自沙特、韓國的選手獲得獎項，這充分說明了各國對于青少年科創教育的投入和關注，以及對于ISEF這項國際賽事的重視。

大陸賽區共派出46支隊伍參加，分布在動物學，行為與社會科學，生物醫學，細胞分子生物學，化學，集成系統，生物醫學工程，能源：可持續材料與設計，環境工程，工程技術，數學，微生物學，物理，機器人與智能程序，軟件設計，轉化醫學。

從參賽分布不難看出，我們國家隊在選擇科研項目時，充分考慮到了項目學科的多樣性，希望盡可能覆蓋所有學科大類。從獲獎作品中我們也可以看到我國代表隊在生物，物理，計算機，工程等領域獲得的榮譽獎項👇

今年ISEF大獎作品解析

George D. Yancopoulos Innovator Award

Engineering Technology:

Statistics and Dynamics First Award First Insights into a Novel Synchronous Reluctance Electric Motor Design

George D. Yancopoulos Innovator Award獎項是從ISEF各個學科分類中的一等獎中選擇的，是整個ISEF全球總決賽的最大獎項，The best of the best。

今年該獎項頒給了一項研究電動車電機的項目。這項工作認為目前電車的電機存在開采不環保，電機磁性對于車子的性能會有影響，無法可持續發展。

這位參賽者通過了CAD作圖，3D打印的方法制作新型電機，同時通過實驗來證明新型電機比傳統電機性能更好，并展望了新型電機在未來電車、機器設備、宇宙探索中的應用。

Robotics and Intelligence Machine Second Award

Self-Supervised 3D Human Motion Reconstruction

這項作品來自去年George D. Yancopoulos Innovator Award獲得者Michelle Hua的項目。她今年的項目難度非常之高，直指當前的科研前沿——3D模型的構建。

當前3D模型存在一系列的問題，比如成本高，缺少訓練集，無法在復雜環境應用等問題，但3D建模又有非常廣闊的研究場景，比如VR，AR，元宇宙中有大量的應用。

因此參賽者目標通過一張二維圖片來構造3D結構。作者構建了self-supervised 3D reconstruction模型而且設置了針對模型的損失函數，通過作者的研究能夠實現將2D照片轉變為3D結構。同時作者也提出了這項工作未來可以和VR眼鏡結合，可以應用于未來的遠程診斷和遠程醫療。
ISEF全球總決賽獲獎課題總結

1.清晰的闡明項目
對當前科學或者工程項目中的問題能夠清晰地闡述。通過閱讀這些獲獎作品，我們都能夠在前兩頁明確了當前科學以及工程中存在的問題以及作者的研究目標或者研究基本假設。

2.選擇合適的研究方法
青年科學家們都選擇了合適的研究方案（硬件設備/實驗/計算機算法等）對于項目進行深入的研究。

在我們列舉的案例中，青年科學家分別運用了硬件設備以及計算機研究的方法進行研究，在其它學科中，我們發現了大量實驗研究或者野外考察等研究方法。

ISEF一共有21個學科分類，是一項相當多元的中學生科研賽事，對于研究方法也沒有限制。和我們的規劃理念相類似，選取適合自己研究課題的方法更為重要。

3.注重項目的應用價值
結論部分會介紹項目的應用價值。結論是整個項目的終章，同時也是整個項目的升華。這種升華來自于項目未來的應用場景以及未來發展的介紹。我們可以發現幾乎所有獲獎作品，都會明確項目的實用價值，來體現項目的社會意義。

4.確保項目的創新性
項目創新點往往是將前沿方法應用于所研究的問題或者對于已有的方法進行改進。ISEF是科學工程大賽，審視站在總決賽舞臺上的項目時，我們會發現無論是偏科學的項目還是偏工程項目，每個項目都會有自己與眾不同的點，即獨特的創新之處，而這些創新點來自于科學。參賽者應該重視項目在科學上的創新。?

作為強調“創新性”的科研賽事，ISEF想看到的是學生對研究的自發性、對某個領域的求知欲、對項目的了解情況、在實踐中的科研歷程等。翰林有方復盤了ISEF上千篇歷年獲獎項目，總結出以下幾個關鍵點👇

課題設計
一個可行性、創新性、新穎性的課題，對于ISEF獲獎而言至關重要，好的開頭能增加學生的科研，更能抓到ISEF評審團隊的眼球。

方法選擇
可以選擇理論研究、實驗研究這樣的傳統方法，也可以選擇仿真模擬、數據驅動這樣的前沿方法。翰林有方的導師會引導學生去深刻理解現有模型，然后去改進現有的模型，體現科研價值，這也是一種創新。

展示材料、現場答辯
答辯考驗的不只是語言水平、對項目的了解、對學術語言的運用，更是學生是否自信、能否應對自如等軟實力的綜合體現。給評委展示材料前，只有多次的模擬和準備，才能對這一環節心中有底。

和講故事一樣，答辯需要技巧。如何通過小技巧為答辯加分，翰林有方都會在準備期為學生全方位把關。

在每年被TOP大學錄取的學生中
不少都在ISEF中取得了不錯的成績👇

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