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深圳7名小學生發明獲國家專利 解決垃圾分類一難題

唐小艷 石磊 發布時間:2019-07-11 16:49:00來源: 南方日報

  深圳7名小學生的發明 解決垃圾分類一大難題

  已獲國家專利,有垃圾桶生產廠家洽談購買

 

  “請告訴我,垃圾是什么?我幫您打開垃圾桶。”

  “蘋果核!”

  語罷,智能分類垃圾箱中廚余垃圾桶的蓋子自動打開。

  日前垃圾分類問題引發大眾關注。事實上,早在2016年,深圳市南方科技大學教育集團(南山)實驗一小(下稱“南科大實驗一小”)的7名三年級小創客,就為垃圾分類提供了解決方案。他們發明的“智能垃圾桶”,只要說出垃圾的名字,相對應的垃圾桶就會自動打開。這款“一種新型旋轉分類垃圾桶”,在2018年還順利拿下國家實用新型專利證書。目前,團隊還在進一步完善升級相關APP,以應對不同城市的垃圾分類標準,且已經有垃圾桶生產廠家洽談專利購買。

  從創意到產品,這些小創客們有怎樣的故事?他們又為何會對發明創造如此感興趣?

  創意緣起 如何給小區垃圾快速分類?

  任泊丞是團隊的小隊長,與父母住在中興人才公寓。9歲時他細心地發現,公寓每層樓都有固定的垃圾堆放點,但大包小包的垃圾全部積累在一起,并未分類。小區花園的垃圾桶也只有可回收與不可回收兩種選擇。如何才能快捷方便地給垃圾分類?任泊丞將該疑問帶進了學校的社團課。

  在老師葛芳芳的帶領下,任泊丞與張灝宇、楊林鋒、郭晉平、郭晉安、陳慧琳、劉子睿組成了七人的創客團隊。經過頭腦風暴,他們產生制作“智能垃圾桶”的想法,“人們把整包垃圾扔到一個垃圾桶中,垃圾桶自動識別垃圾,并將它們運送到不同的隔間。有了這樣一個垃圾桶,垃圾分類問題就能解決啦!”

  將創意變成現實,并非容易之事。如何給智能垃圾桶做分類?團隊成員們每人收集家里一星期產生的生活垃圾進行觀察,通過收集資料和實踐分類,他們最終確定了“智能垃圾桶”的4種分類:可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾、其他垃圾。但問題又來了,如何識別垃圾的種類和大小?實驗前期,任泊丞提出利用紅外線來識別打開特定的垃圾箱,“可這樣對空間有很高的要求,樓道的位置根本不夠。”

  他們沒有被困難擊退,在冷靜思考后,決定通過iPad來識別垃圾。“我們一開始設想通過形狀識別,也嘗試了顏色識別,結果都失敗了。后來在老師的啟發下,我們使用語音識別,而且建立了垃圾的名稱庫,這樣就可以識別各種不同的垃圾了!”郭晉平說。

  之后,隊員們用3D打印技術將構想進行建模,最后在老師的幫助下,制作出“智能垃圾桶”。每個垃圾桶上都有一個芯片作為信號接收裝置,點擊iPad上的APP,它會進行語音提示:“請告訴我,垃圾是什么?我幫您打開垃圾桶。”然后輸入語音,系統識別垃圾類型,iPad通過藍牙向垃圾桶發出指令,對應的垃圾桶就會打開。

  研發過程 七個小伙伴各展所長

  “智能垃圾桶”從創意構思到最后作品完成,經歷了1個月的時間。7名學生各展所長,進行緊密配合,完成了繪制草圖、搭建垃圾桶、建立數據庫、設計APP等一系列工作。

  “當時我們希望垃圾桶是全自動的,拉開蓋子的程序很容易做,但要讓它識別垃圾已經進入桶里,并且在投放后關上蓋子,這個程序有點難,困擾了我們很久。”任泊丞表示,“智能垃圾桶”從創意到產品的實現過程中,每個環節都遇到一些難題,但他們通過思維導圖,將問題進行分解,然后各司其職,最終將創意變成現實。

  任泊丞在團隊中主要負責編程工作。他的父母都是工程師,受家庭的影響,任泊丞從小就對編程產生濃厚興趣。進入學校后,在老師的帶領下,他一年級就開始學習編程;郭晉平與郭晉安是一對龍鳳胎兄妹,在團隊中主要負責將創意進行補充、完善,他們的父親是產品經理,經常會帶回一些機器人玩具和零件,鍛煉了他們的動手能力;陳慧琳性格外向,在團隊中負責總規劃;劉子睿負責材料與工具。

  2017年,7名學生帶著他們以“智能垃圾桶”編排的《綠色風暴》節目,登上了央視少兒《看我七十二變》舞臺,向全國觀眾宣傳垃圾分類,展示團隊發明創造——“智能垃圾桶”。2018年4月,該發明“一種新型旋轉分類垃圾桶”正式獲得國家實用新型專利認證。

  葛芳芳老師介紹,目前,在老師指導下,團隊正在對APP進行完善、升級,希望可以建立一個共享數據庫,由用戶共同上傳更新數據,以應對不同城市的垃圾分類標準,“APP已初步設置了普通話、粵語、英語三種語言,甚至已經有垃圾桶生產廠家找來談專利購買。”

  創意舞臺 科技教育提升學生創造意識

  如今,7名團隊成員已經進入五年級,他們的創意和想法并沒有止步于“智能垃圾桶”。任泊丞還在探索智能禮盒、可折疊性的書包。郭晉平產生了環保拐杖與智能安全門的想法。

  為何小學生懂那么多知識,還對發明創造感興趣?南科大實驗一小校長張帆介紹,學校開辦以來,一直堅持創新教育,而且利用身在大學城片區的資源優勢,大力發展科技教育。比如會邀請中科創造力實驗室團隊的老師會為學生帶來社團課程,不定期邀請南方科技大學、中科先進院、清華大學深圳研究生院、北京大學深圳研究生院、哈工大(深圳)等高校教授進校園,為學生帶來科技等專題講座。還會邀請南科大在校大學生參與到校園社團課程,為孩子們帶來不一樣的課程體驗。

  小學生能聽懂教授們講的課嗎?“一點都不難!”郭晉平介紹,教授們講的內容是他們在課堂上沒學過的知識,而且有很多互動游戲。比如水中救援一課,教授們就將急救設備帶進了教室,十分有趣。

  在南方科技大學教育集團總校長湯佳宏看來,教育的意義在于真正豐富學生的知識面,拓展學生的視野,讓創新走進校園,讓科研走近學生,讓學生邁向世界。唐小艷 石磊

(責編: 陳濛濛)

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