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E124位少年開啟腦力之戰
在“超腦飛船”上，發現了被暗星星塵感染發生細胞異化的乘客。100位乘客中，5名確認被感染，5名確認未被感染，90名感染狀態則未知；少年們需要根據現場機艙中懸掛的乘客行程票據，在90分鐘內，找出最先被感染的5名乘客。
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E2解鎖星際燈塔奧秘
因“暗星人”入侵而改變了星際燈塔的照射規律，選手們需要通過觀察和運算，破解“暗星人” 問題，恢復宇宙航行秩序；首先有2分鐘的時間觀察10個燈塔最初的照射狀態，挑戰開始之後，“超腦護航員”會隨機選擇觸發其中一個燈塔。
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E3超難數學題目
“不思議迷局”考察選手團隊協作力，兩支隊伍各派4人出戰；兩位元隊長需要在20x20的儲存格盤面上，安放紅、黃、藍、綠四條迷宮路徑起點和終點的位置，通過設置障礙讓對方無法順利通過，能最快走出迷宮的隊伍獲勝。
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E4開啟名畫修復任務
選手們憑藉著自己的解構和重建能力，去修復畫作《今天的功課做完了嗎》；經過前面幾輪較量，“小腦瓜”隊積分遙遙領先，“小浪花”隊唯有派出最強陣容；究竟是背水一戰的“小浪花”扭轉敗局，還是穩紮穩打的“小腦瓜”乘勝追擊？
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E5楊芸晴變身超腦護航員
超腦少年抵達未來小鎮，鎮長決定在街道進行24小時全天候監控；第一階段選擇30個來布下監控防護網，第二階段是尋找對方監控防護網中的死角，檢驗對方的佈防效果；監控拍攝到對方暗星人次數多的隊伍獲勝。
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E6探索物理世界的奧秘
離開“未來小鎮”後，“超腦飛船”將搭載“超腦少年”抵達奇幻之旅的下一站；在那裡他們將化身建築設計師，借助若干異形塊搭建最穩固的結構，從而支撐起一個牢不可破的星球防護盾，再度用智慧抵禦“暗星人”的侵襲。
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E7超腦少年現場造手機
“暗星人”在“超腦艦長”和“超腦護航員”回程的必經網站古早科技館設下埋伏，切斷了他們與外界的一切聯繫；選手們需要在古早科技館中解鎖零件，組裝一部移動通話設備，打出緊急呼叫電話。
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E8用數學方式解決文學難題
選手們需要訓練AI程式，來模仿李白、杜甫的風格現場寫詩，前沿科技與傳統文化的碰撞，遣詞造句與思想內涵的相輔相成，也給選手們帶來不小的挑戰；魏坤琳還在24小時備戰過程中，設置一次“摸底小考”，讓AI經歷實戰檢驗。
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E9挑戰“天際線雲圖”
在“天際線雲圖”挑戰中，選手們根據一張航拍圖，鎖定航班號、航班出發地、目的地和圖中目標地點等關鍵資訊。掌握關鍵資訊後，“小浪花隊”迅速從400多條航班資訊中，排除了大量干擾項。
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E10用一條短視頻尋找拍攝位置
最後一個綜合能力賽段的考核結束之後，超腦少年已經“打卡”完成了所有挑戰，八把金鑰匙也終於將各歸其主；最後代表節目組的科學家團隊，將向“超腦少年”發出一封來自「未來營」的邀請函；誰能成功打開通往人工智慧聖殿的大門？
