火星实验室 | 在荟同，开启你的科研之旅！

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最近十年，人工智能技术 AI 已经在图像识别、语音语义识别、身份验证等领域有了广泛应用，在近年的疫情管理中，AI 更是发挥了巨大的影响力。

在未来，AI 将会在自动驾驶、智能生产等各种领域更深刻的改变我们的社会。AI 模型的训练和部署，即需要设计者的巧思，也依赖于现代计算机强大的算力支持。

荟同火星实验室配备了双一流大学实验室级别的高性能计算工作站，帮助学生更好地探索世界前沿的计算机和人工智能技术。

来自荟同的六名同学在北京大学信息与科学技术学院孟老师的辅导下，对自己感兴趣的方向开展了大量探索。高年级的 Peter 和 Sophy 等同学关注了 AI 图像识别/造假对信息安全的影响，深入研究了 AI 模型攻防，取得了富有启发的结果。Peter 和 Lilian 目前正在继续深入进行研究，基于自监督学习技术，训练AI分辨假新闻图片。

Barbara 和Andrew 等同学则希望训练自己的 AI 艺术家，他们利用对抗神经网络技术进行了音乐创作。Geo 和 Sophia 等同学基于 Image Segmenation 技术，结合谷歌地图对城市贫富分化进行分析。

目前已有四名同学的两篇论文被 EI 国际期刊接收，他们将在8月的学术会议上进行第一次正式的学术报告！

同时同学们也在冲刺国际各大科学竞赛，如丘成桐计算机竞赛、ISEF国际科学工程竞赛，Himim、USACO 等。我们期待在未来给大家带来更多新动向！

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荟同火星实验室配备了分子生物学实验室，能够完成微生物基因的编辑、转入、表达、培养和验证。在这些研究条件的帮助下，学生们迸发出极具想象力的研究思路。

尽管人类还未能实现火星移民，但是高年级的 Warren、Godric 和 Steven 三名同学已经开始思考如何在恶劣的地外环境中构造生物圈。

蓝藻是地球上最早进行产氧光合作用生物，对地球大气层和生物圈的演化起到了关键作用。然而蓝藻作为一种单细胞生物，无法适应火星和飞船上低温、干旱和强辐射的环境。如何改造出一种能够登录火星的超级蓝藻呢？ 

从去年开始，Warren、Godric 和 Steven 三位同学在灵蛛实验室的支持下，开始着手通过基因工程的方法，培养具备优秀抗逆性状的蓝藻。为了测试蓝藻的适应能力，他们还设计了具备环境模拟能力的光谱测量装置，实现在恶劣环境下增强蓝藻的原位观测实验。

几位同学在实验过程中充分体会了科研的艰辛和乐趣，我们希望在未来的某天，他们的蓝藻能随着宇航员一起抵达火星！

▲  iGEM 基因工程竞赛荟同校队

一个优秀的实验室能够实现技术的传承和互补。高年级学长们对蓝藻的研究，激起了初中学生 Celestina, Davido, Danny, Haifan 和 Robbins 等同学的极大兴趣。

在饱览了一系列相关国内外文献之后，他们发现，特定基因改造过的蓝藻有非常大的市场应用潜力，例如借助其抗逆、易生长的特点将其使用于高效环保型污水处理技术，亦或者是通过其与植物的亲缘性，探索新型蓝藻对植物生长的调节作用，将其应用于生态墙的艺术设计。

这些萌芽于火星实验室的研究促生了由十八位初高中同学组成了2021年 iGEM 基因工程竞赛荟同校队，他们将利用这个暑假，真正去实现学期中来自文献与讨论中的灵光闪现。

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火星实验室还具备电路和模型的设计制造能力，配备了高频示波器、频谱仪、光谱仪等电子学设备、环境模拟装置、以及3D打印机等机械加工设备。

高端的实验室设备，为同学们的科学教学提供坚实的保障，但这些研究设备并不止服务于进行科研项目的学生。

▲ 3D打印模组

在日常教学中，老师们可以使用这些设备，进行创新性教学设计和课程开发，带领同学们进行深度研究学习。

在上学期，八年级的老师们就以“火星移民”为主题，进行跨学科的 PBL 教学，并使用了实验室的3D打印机进行实验教学。学生们既要畅想未来，思考人类在火星的居住方式，还要用实验室的设备和工具来建造模型，验证方案的可行性。

荟同学生们极具创造性的火星移民计划书，也向我们证明了作为未来的开创者，他们必须同时具备天马行空的想象力和脚踏实地的工程能力！

在校园能够接触到新鲜的实验设备，可以激发孩子们无限的动力，打开科学想象力的大门。很多低年级学生已经加入到了高年级项目中，甚至自己开启一个新的项目。

实验室后续计划向光学传感领域发展，在这个领域，八年级的 Sophy，Geoffrey 和 Henry 同学目前正在挑战高年级的原子钟制作项目，Charlie、Apple、Angela 等同学正在探索有趣的光纤传感现象。相信他们也会像高年级的学长们一样，克服困难，取得非凡的收获。