获奖+7！西安明德理工学院在第十五届“挑战杯”竞赛中英揽群奖

本项目旨在响应国家“双碳”战略和循环经济发展方针，基于生命周期评价（LCA）与遗传算法（GA）耦合优化模型，构建农业废弃物高值化转化的绿色生物合成路径。项目以麦糟与酒糟等典型农业副产物为原料，采用合成生物学与代谢工程手段，成功实现了新型天然染料——紫色杆菌素（Violacein）的高效微生物合成。

紫色杆菌素是一种来源于微生物代谢产物的天然色素，兼具鲜明的紫色调与

广谱抗菌活性，具备在纺织、医疗、食品包装及建筑功能涂层等多领域的广泛应用潜力。本研究不仅为石油基化学染料提供了绿色替代方案，而且有效提升了农业废弃资源的附加值，推动传统农业与现代工业融合发展，为可持续材料体系构建提供了理论与实践依据。

与此同时，项目亦聚焦于优化麦糟与酒糟的农业施用路径，以提升其在农业领域的高值化应用潜力。针对当前麦糟和酒糟主要作为低附加值饲料使用、资源利用效率低下的问题，本研究从化学分子机制、微生物群落演替规律及施肥方案优化策略出发，系统提出农业废弃物制备生物肥料的创新技术路线。研究构建了土壤—肥料—作物动态反馈模型，结合LCA与GA技术，探索肥料施用效应、微生物活性增强机制及资源配置优化路径，旨在提升土壤肥力、促进作物生长、减少碳排放与氮流失，从而实现环境负担最小化与农业可持续性最大化的协同目标。

项目构建了涵盖原料采集与预处理、生物转化过程优化、目标产物提取与纯化、农业施用系统设计、以及终端产品开发与多领域应用评估在内的全流程绿色制造链条。通过对工艺各环节的环境影响量化分析与多目标优化，实现了生态效益与经济效益的协同提升。

展望未来，项目团队将进一步推动紫色杆菌素产业化示范及施肥优化方案的规模化应用，拓展跨行业融合路径，力争在天然功能材料绿色制造及农业废弃物资源化领域构建核心竞争力，为我国绿色生物制造与生态农业体系发展提供系统化科技支撑与理论范式。

农韵田园—一种面向低矮果蔬的采摘机器人项目在技术上，深度融合人工智能与农业采摘场景，机器人通过AI视觉识别系统，精准判断果实情况，配合机械臂完成低损采摘，极大提升采摘效率与果实完好率。从市场看，方案精准对接需求缺口，有效解决农业采摘人力成本高、低矮果树采摘难等问题，兼顾大小规模果园需求，推动农业采摘的智能化变革。

项目创新性与技术优势：

1．高精度识别与智能决策

项目采用深度立体相机与YOLOv5目标检测算法，结合异腾Atlas 200AI套件的算力支持，实现了果蔬识别率≥96％的优异表现。其ROS系统架构进一步提升了系统的实时性与可编程性，为复杂农田环境下的多任务处理提供了可靠保障。

2．自适应地形与高效执行机构

创新设计可拆卸式履带／四轮差速底盘有效解决了果园、大棚等不同地形的移动难题；多自由度机械臂与模块化机械爪（如柔性爪）的协同设计，在保证大扭矩作业的同时，解决果蔬采摘损伤率高的问题，将果蔬损伤率控制在≤4.5%，显著优于传统人工采摘。

“沐晨 童心桥” 爱心公益助学项目持续关注周至县希望小学留守儿童，致力于解决城乡文化冲突给他们教育带来的问题。该项目以教育赋能为核心，通过构建多彩助学实践课堂和心理关爱课堂，搭建起 “组织振兴桥”“家校共育桥”“文化振兴桥”，将当地乡村文化与教育需求紧密结合，提升留守儿童素质教育水平，推动乡村文化振兴。覆盖 200 名学生，课程量达 50 次，为留守儿童搭建起了解和认同本土文化的平台，增强其文化认同与家庭归属感，促进社会和谐发展。

6.“挑战杯”三等奖

项目名称：履带式沙漠全流程种植设备

项目成员：江凯、李佳、周子翔、李钰璇、颜广林、王浩、韩佳城、徐锐锋

指导老师：李亚利、李丹妮、周佳琪

作品类别：机械与控制

项目介绍：

全球荒漠化持续加剧，沙漠扩张正严重威胁生态环境、农业生产和人类居住安全。传统人工治沙方式面临效率低、成本高、成活率难以保障等挑战，仍需技术创新突破。项目深度契合国家“三北”工程攻坚战要求，贯彻落实2024年11月5日在第十四届全国人民代表大会常务委员会第十二次会议上提到的《国务院关于防沙治沙工作情况的报告》要求，以科技赋能生态修复，为打赢“三北”工程攻坚战提供关键技术支撑，推动可持续发展目标的实现。

7.“挑战杯”三等奖

针对老年人摔倒后无人知晓的社会难题，我们创新研发了一款智能监护设备，融合毫米波雷达与视觉神经网络技术，为老年人提供全天候安全保障。设备通过毫米波雷达实现全屋实时扫描，精准捕捉人体动态，结合视觉神经网络系统分析人体姿态，双重技术协同作用，显著提升了监测精准度，即使在复杂环境下也能稳定工作。一旦检测到摔倒事件，系统会立即触发报警机制，通过多维度数据传输网络，迅速通知家人、社区及医疗机构，确保老年人能在黄金救援时间内得到救助。目前，项目已研发出穿戴型与固定型两款设备，满足不同场景需求。穿戴型设备轻便舒适，适合日常活动；固定型设备则覆盖更广区域，适合家庭环境。项目不仅有效降低了老年人跌倒风险，提高了救助效率，更促进了社会对老年健康问题的关注。团队将持续优化技术，拓展应用场景，如智能养老社区、远程医疗监控等，致力于为老年人创造更加安全、便捷的生活环境，助力构建老年友好型社会。