2025 Regeneron ISEF大奖-ETSD工程技术：静力学与动力学获奖作品汇总-1

最新官方消息！全球科创天花板赛事——国际科学与工程大奖赛（Regeneron ISEF），现已正式公布了2026年总决赛的举办时间和地点。这场汇聚全球青年创新力量的科技盛宴，将于2026年5月9日至15日，在美国亚利桑那州凤凰城会议中心（Phoenix Convention Center, Arizona）璀璨启幕。

2026ISEF赛事安排

参赛资格

年龄与年级：9-12年级学生（或同等学历），参赛时年龄不超过20岁。

地区选拔：必须通过附属赛（Affiliated Fair）晋级，无法直接报名。中国学生需先参加国内选拔赛（如青创赛、明天小小科学家等）。

团队项目：最多3人，所有成员需满足资格且共同参赛。

项目要求

原创性：项目必须由学生独立完成，允许在专家指导下进行，但不得代劳。

学科范围：涵盖21个学科类别，包括工程、生物、化学、计算机、环境科学等。

伦理限制：涉及人类、脊椎动物、病原体等研究需提前提交额外审查表（如ISEF Forms）。

关键文件与截止时间

ISEF表格：根据研究类型提交相应表格（如1C、2、3等），需在地区赛前完成审核。

摘要与研究论文：英文撰写，清晰描述研究目的、方法、结论。

地区赛截止：2026年3-4月

其他注意事项

展示材料：展板需符合ISEF尺寸要求（通常宽48英寸、深30英寸、高108英寸），禁止活体样本或危险品。

知识产权：部分研究可能需申请专利后再参赛，避免披露风险。

为了方便同学们更好的备赛，特别整理了ISEF-ETSD工程技术：静力学与动力学2025的获奖作品方便学习

ETSD工程技术：静力学与动力学获奖作品集合

ETSD001 - 调节 3D 打印机层粘附的运动

在全球范围内，最广泛的 3D 打印方法是 FDM（熔融沉积成型），但这种方法通常存在层间粘合性差的问题。当对 FDM 打印部件施加拉伸力或剪切力时，由于连续层之间的粘合受限，机械故障往往会沿着层线发生。这严重阻碍了 FDM 部件的适用性，因为必须尽量减少拉伸力/剪切力，并且/或者必须在部件上添加额外的材料。\n\n该项目分析了调节 3D 打印机打印头的运动是否可以提高部件的强度。通过定期引入向下然后向上的“行进”运动，可以重新加热并增加层的表面积，从而促进其粘合。该项目使用自编程的 Python G 代码解析器，将该技术应用于几乎所有 FDM 打印机的任何 3D 模型。\n\n为了进行测试，我们使用多种塑料打印了符合 ISO 527 和 ISO 179-1 标准的样品，并在万能试验机和夏比冲击试验机上进行了测试。 \n\n事实证明，该技术显著提高了多种塑料的层间附着力，某些长丝的拉伸强度是相同条件下打印的标准部件的 8.6 倍。几乎所有塑料的拉伸强度和冲击强度都显著提高。\n\n如果该技术得到广泛应用，可以提高 3D 打印机的适用性，从而提高设计效率，并大幅减少塑料垃圾的产生。该方法既可用于增强工业部件（例如汽车或航空航天部件），也可用于增强家用 3D 打印件的强度。

ETSD003T——模块化二级推进火箭

该项目推出了一种完全自主设计、完全开源且价格合理的火箭模块，旨在解决现有技术无法有效解决的实际挑战，例如清理空间垃圾和多功能小型火箭的差距。我们通过独立开发模块化、经济高效且可重构的原型，提高了火箭的可及性和安全性。\n\n我们探索的一大重点是火箭燃料的创新。最初，我们用常见的家用物品（食盐）合成了定制的高氯酸铵基推进剂。在此基础上，我们实验、合成并测试了DNOAF，这是一种高能化合物，我们探索了其卓越的比冲和清洁的燃烧产物。此外，我们还开发了一种安全、电控的HAN基固体推进剂，它仅通过施加电压即可点火，并可通过控制电压进行节流。该设计应用广泛，包括控制火箭主发动机、主动控制系统，甚至用于太空飞行无人机。此外，我们还独立设计了火箭发动机、飞行计算机，以及一架可打包、柔软且具有抗碰撞性能的无人机，该无人机可从火箭上部署。我们进行了十二次实地测试和火箭发射，以分析和计算总冲量和稳定性，并尝试采用自主加工的发动机设计来优化火箭性能。飞行计算系统的有效性通过 MATLAB 仿真进行了评估。

ETSD005 - 铰链螺纹

某些物体在与它们交互时，可以在多种几何构型之间变换。这些被称为可展开结构的系统在空间技术、快速部署的救援避难所和弹出式建筑中有着重要的应用。实现这些结构的变换有很多方法。之前的研究使用管、瓦、网和铰链来建模它们。\n\n本文探讨了一种新颖且更高效的技术，即通过结合铰链和螺纹来创建可展开结构，并为此创造了“铰链螺纹”一词。铰链用于维持秩序并提供变换路径，而螺纹则使这些铰链的操作更加平滑且更可控。待螺纹化的结构被建模为图形，并使用图形螺纹化的数学框架进行分析。\n\n该方法侧重于最小化螺纹圈数以减少摩擦，并在此过程中缩短螺纹长度以降低制造成本。本文开发了一种算法来识别凸多面体网络的最佳螺纹点。为了验证该算法，我们用激光切割并测试了规则和不规则多面体的网格。此外，我们还根据这些网格上的螺纹孔数量进行了摩擦分析。根据摩擦分析结果，我们将网格分为摩擦系数低的网格和摩擦系数高的网格。\n\n铰链式螺纹提供了一种用户友好的机制，可以将二维网格平滑地部署到三维形状中。未来的研究可以重点关注能够自动停止在所需角度的铰链和多螺纹网格的开发，以拓展其应用范围。

ETSD010 - 基于代理群的自主结构组装

全球数亿人正受到全球建筑需求无法满足的影响。尤其是到2040年将达到100万亿美元的普遍基础设施不足，对健康结果、经济生产力和生活质量造成了毁灭性的影响。遗憾的是，尽管对基础设施和建筑偿付能力的需求日益增长，但现有方法却未能解决问题的根源：灵活性和效率不足。研究人员通过开发ASCEND（一个利用智能体群的自主结构建造框架）设计出了一种解决方案。ASCEND采用在高保真模拟环境中训练的强化学习模型，以实现任意工作空间中多个无人机（UAV）智能体之间的任务级协调。智能体采用基于策略的集中式批评家-分散式参与者方法进行训练。此外，计算机视觉算法（包括基准标记）也使用真实数据进行训练，以引导智能体完成最终的接近。每个物理智能体都是一个定制设计的四轴飞行器，配备一个3D打印的末端执行器来操纵结构部件。 ASCEND 训练期间收集的结果揭示了预期奖励和策略/价值损失曲线。模拟中的结构完成精度超过 96%，与实际测试结果一致，证明了模拟的逼真度。跨多种环境的可扩展性和稳健性测试表明，结构完成精度和速率的差异极小，证明了该框架在各种条件下的高效性。最终的代理群原型满足了所有初始标准和约束条件，确立了 ASCEND 弥补全球建筑缺陷的潜力。

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