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广东青少年科技创新大赛 结果出炉 福田一中学五名初一学生斩获五枚金牌

南方日报 2021-03-31 06:54

近日,第36届广东省青少年科技创新大赛落幕,深圳市福田区红岭科技中学三个参赛项目全部获得金奖,同时,还获得三个单项奖,一举夺得全省初中参赛学校最好成绩,也创下了深圳初中学校参加省创新大赛的历史最好成绩。

据介绍,5名参赛同学均为该校的初一学生。在科技创新的路上,他们均有着自己独特的发明故事,以及对科学的执着与热爱。

由“渐冻症患者”萌发的“眼控电动轮椅”

薛皓元的参赛作品是“基于瞳孔识别技术的眼控电动轮椅”,即能用眼球的运动来控制轮椅的运动。他介绍说,现有的电动轮椅操作一般要依靠手动,主要为下肢瘫痪人群服务,但仍有一类人群处于“高位瘫痪”状态,手脚均不能动,需依赖外人推动轮椅。而他所发明的这个轮椅,只要病患眼球能动,就能控制刹车键和方向键,摆脱对外界的依赖。

该发明运用到了Tobii眼动仪、Arduino主控板、C#语言编程和Unity3D自主编程软件。Tobii眼动仪被放置在显示屏的下方,它可以通过红外反射来精确判定使用者眼球在空间中的位置以及视线位置,从而控制轮椅显示屏上的操作按钮。

薛皓元表示,最初激发他对问题的思考,是他看到了自己小区内一位“渐冻症患者”邻居出入的场景。后来,他无意中接触到了一款“眼动游戏”,便萌发出了能否将“眼动游戏”与轮椅相结合,让患者用眼球控制轮椅的想法。经过半年多的准备以及老师的指导,他的作品已进入申请专利阶段。

用图像识别代替人力识别监督口罩佩戴

而陶禹伯同学的参赛作品则与后疫情下的生活相关。“疫情期间,我发现公共场所经常有人来检测出入人员是否佩戴口罩,这样做效率低、浪费人力资源,并且很不安全。”于是,他便开始思索能否将这一工作交由机器人来替代。

在老师帮助下,他设计出了“基于图像识别技术的佩戴口罩人员检测系统”,该系统主要应用于公共场所出入口,通过图像采集模块捕捉人像,检测人员是否佩戴了口罩。如没有戴口罩,检测系统将发送低电平信号给闸门控制端,闸门将关闭并发出报警信号。闸门还连接了口罩售卖机,可供人们扫码买口罩。陶禹伯还介绍说,该系统具备信息储存功能,可根据日期时间查看未佩戴口罩人员,协助流行病的后续调查。他的这项发明创造获得了计算机科学门类的金奖。

根据大货车翻车新闻设计出快速刹车装置

张知恒、麦钊铭、张雨奥三人发明的“大货车快速安全刹车装置”则与一则新闻有关。

张知恒说,之前他看到了一则货车翻车的新闻,且类似事故时有发生。经过分析,他发现,传统大货车只靠鼓刹以及很小的车轮与地面的摩擦面积来刹车,可靠性很低,而且难以在短距离内刹住车。他将自己的发现与解决的想法和另外两名小伙伴分享后,三个人组成队伍,开始了发明的“征程”。

从创意提出、项目设计、编程、工程制作、项目测试到研究报告撰写,三个人取长补短、相互配合。最终,他们提出了一种新型的大货车快速安全刹车装置——在货车模型尾部增加平板刹车闸,通过滑台控制刹车闸的升降。张雨奥解释说,他们还经过实际模拟测试,验证了他们的装置在高速、低速模式下对货车刹车的有效性。

值得一提的是,该项作品涉及到了不少物理力学知识,而团队3名学生均为初一年级,尚未学习物理,为了这个比赛,他们通过网络学习平台以及学校的校本课程、训练课程,已经提前将物理学到了初二下册的水平。

撰文:蔡敏玲

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