(通讯员|薛飞阳 编辑|信息 审核|王颖)2026年8月11日至15日,第19届中国大学生计算机设计大赛“软件应用与开发”类别全国决赛(济南赛区)在青岛农业大学城阳校区举行。本届大赛由中国大学生计算机设计大赛组织委员会主办,吸引全国31个省份560余所高校的2700余名师生到场参与作品演示与答辩。由信息学院本科生薛飞阳(队长)、左朝颖、王宏宇、王继文、杨兴昊及公共管理学院刘轩组成的团队(指导老师:王颖),作为我校唯一晋级该赛道国赛的队伍,携作品《知微见著:基于肠道微生物领域知识的多源异构数据联邦查询与管理多智能体》参赛,经过现场答辩与系统展示,最终荣获全国二等奖。本届赛事共收到900余件参赛作品,一等奖比例5%,二等奖比例25%,其余为三等奖或荣誉奖项。


中国大学生计算机设计大赛是国内面向本科生的重要计算机类学科竞赛。其中“软件应用与开发”赛道着重考察软件技术的实际应用与创新,要求团队围绕真实需求完成系统设计、开发与展示,并通过现场功能演示和答辩,综合评定作品的创新性、技术实现、应用价值及系统完整性。
针对肠道微生物多源异构数据中存在的数据孤岛、语义共享困难、跨库查询效率低且精度不足等问题,团队面向肠道微生物与人/小鼠药物、饮食、疾病及生猪饲养效率等实际应用场景,开发了一款本体驱动的多源异构数据联合查询多智能体系统。其主要创新包括:其一,引入肠道微生物领域本体语义,实现从异构数据源(MySQL、PostgreSQL、Neo4j)到本体的智能化语义映射,约束智能体基于精准语义而非自然语言进行查询;其二,基于LangGraph构建包含查询规划与生成、语义查询修复、查询路由适配、结果聚合四个智能体的联合查询框架,通过多智能体协同,支持用户以自然语言高效完成联合查询;其三,提出基于一阶逻辑规则与大模型评判的查询迭代修复算法,显著提升复杂联合查询的语义准确性。
系统采用“离线知识构建+在线联合查询”的工作模式。管理员可配置领域本体、数据源、映射文件、规则及智能体等知识资产;普通用户仅需提交自然语言问题,系统即可自动完成跨库执行、原生查询转换、结果聚合及过程追踪。在团队自建的GMQA数据集(含364组问答,超20000条数据)上,引入领域本体后,复杂问题的联合查询正确率从无本体的48.1%提升至73.7%,结合迭代语义修复后进一步提高至90.1%。
从校赛、省赛到国赛,团队在王颖老师的悉心指导下,围绕软件需求分析、架构设计、系统实现和软件测试等环节持续打磨作品。针对领域本体构建、异构数据源接入、语义映射、多智能体协作、知识库管理和查询可视化等模块,团队反复研讨、迭代代码,逐步完善系统功能。国赛备赛期间,王颖老师还对系统典型案例演示流程、答辩PPT陈述、问题预判与应答等方面给予细致指导。团队据此开展多轮模拟演示与计时答辩,及时修复问题、优化细节,使作品从初赛阶段的功能原型,发展为集领域知识资产管理、自然语言联邦查询和全过程追踪于一体的智能化数据管理信息系统,完整性、稳定性和展示效果均显著提升。
目前,该项目关于智能化语义映射的研究成果已被CCF B类会议(WISE2026)接收,并已申请软件著作权一项。作为华农智能体在肠道微生物领域的重要应用,该系统原型已集成至华农智能体1.0中。未来,团队将继续在算法优化、架构设计和系统扩展性等方面深入探索,力争孵化出更具创新性与实用价值的高质量智能化软件成果。




