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深圳7名小學(xué)生發(fā)明獲國家專(zhuān)利 解決垃圾分類(lèi)一難題

發(fā)布時(shí)間：2019-7-16來(lái)源：南方日報點(diǎn)擊：返回列表

       深圳市南方科技大學(xué)教育集團（南山）實(shí)驗一小的小創(chuàng )客發(fā)明的“智能垃圾桶”獲國家專(zhuān)利。朱洪波 攝

       “請告訴我，垃圾是什么？我幫您打開(kāi)垃圾桶。”

       “蘋(píng)果核！”

       語(yǔ)罷，智能分類(lèi)垃圾箱中廚余垃圾桶的蓋子自動(dòng)打開(kāi)。

       日前垃圾分類(lèi)問(wèn)題引發(fā)大眾關(guān)注。事實(shí)上，早在2016年，深圳市南方科技大學(xué)教育集團（南山）實(shí)驗一?。ㄏ路Q(chēng)“南科大實(shí)驗一小”）的7名三年級小創(chuàng )客，就為垃圾分類(lèi)提供了解決方案。他們發(fā)明的“智能垃圾桶”，只要說(shuō)出垃圾的名字，相對應的垃圾桶就會(huì )自動(dòng)打開(kāi)。這款“一種新型旋轉分類(lèi)垃圾桶”，在2018年還順利拿下國家實(shí)用新型專(zhuān)利證書(shū)。目前，團隊還在進(jìn)一步完善升級相關(guān)APP，以應對不同城市的垃圾分類(lèi)標準，且已經(jīng)有垃圾桶生產(chǎn)廠(chǎng)家洽談專(zhuān)利購買(mǎi)。

       從創(chuàng )意到產(chǎn)品，這些小創(chuàng )客們有怎樣的故事？他們又為何會(huì )對發(fā)明創(chuàng )造如此感興趣？

       創(chuàng )意緣起 如何給小區垃圾快速分類(lèi)？

       任泊丞是團隊的小隊長(cháng)，與父母住在中興人才公寓。9歲時(shí)他細心地發(fā)現，公寓每層樓都有固定的垃圾堆放點(diǎn)，但大包小包的垃圾全部積累在一起，并未分類(lèi)。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(lèi)？任泊丞將該疑問(wèn)帶進(jìn)了學(xué)校的社團課。

       在老師葛芳芳的帶領(lǐng)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(chuàng )客團隊。經(jīng)過(guò)頭腦風(fēng)暴，他們產(chǎn)生制作“智能垃圾桶”的想法，“人們把整包垃圾扔到一個(gè)垃圾桶中，垃圾桶自動(dòng)識別垃圾，并將它們運送到不同的隔間。有了這樣一個(gè)垃圾桶，垃圾分類(lèi)問(wèn)題就能解決啦！”

       將創(chuàng )意變成現實(shí)，并非容易之事。如何給智能垃圾桶做分類(lèi)？團隊成員們每人收集家里一星期產(chǎn)生的生活垃圾進(jìn)行觀(guān)察，通過(guò)收集資料和實(shí)踐分類(lèi)，他們最終確定了“智能垃圾桶”的4種分類(lèi)：可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾、其他垃圾。但問(wèn)題又來(lái)了，如何識別垃圾的種類(lèi)和大??？實(shí)驗前期，任泊丞提出利用紅外線(xiàn)來(lái)識別打開(kāi)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(méi)有被困難擊退，在冷靜思考后，決定通過(guò)iPad來(lái)識別垃圾。“我們一開(kāi)始設想通過(guò)形狀識別，也嘗試了顏色識別，結果都失敗了。后來(lái)在老師的啟發(fā)下，我們使用語(yǔ)音識別，而且建立了垃圾的名稱(chēng)庫，這樣就可以識別各種不同的垃圾了！”郭晉平說(shuō)。

       之后，隊員們用3D打印技術(shù)將構想進(jìn)行建模，最后在老師的幫助下，制作出“智能垃圾桶”。每個(gè)垃圾桶上都有一個(gè)芯片作為信號接收裝置，點(diǎn)擊iPad上的APP，它會(huì )進(jìn)行語(yǔ)音提示：“請告訴我，垃圾是什么？我幫您打開(kāi)垃圾桶。”然后輸入語(yǔ)音，系統識別垃圾類(lèi)型，iPad通過(guò)藍牙向垃圾桶發(fā)出指令，對應的垃圾桶就會(huì )打開(kāi)。

       研發(fā)過(guò)程 七個(gè)小伙伴各展所長(cháng)

       “智能垃圾桶”從創(chuàng )意構思到最后作品完成，經(jīng)歷了1個(gè)月的時(shí)間。7名學(xué)生各展所長(cháng)，進(jìn)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(shí)我們希望垃圾桶是全自動(dòng)的，拉開(kāi)蓋子的程序很容易做，但要讓它識別垃圾已經(jīng)進(jìn)入桶里，并且在投放后關(guān)上蓋子，這個(gè)程序有點(diǎn)難，困擾了我們很久。”任泊丞表示，“智能垃圾桶”從創(chuàng )意到產(chǎn)品的實(shí)現過(guò)程中，每個(gè)環(huán)節都遇到一些難題，但他們通過(guò)思維導圖，將問(wèn)題進(jìn)行分解，然后各司其職，最終將創(chuàng )意變成現實(shí)。

       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(chǎn)生濃厚興趣。進(jìn)入學(xué)校后，在老師的帶領(lǐng)下，他一年級就開(kāi)始學(xué)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(chuàng )意進(jìn)行補充、完善，他們的父親是產(chǎn)品經(jīng)理，經(jīng)常會(huì )帶回一些機器人玩具和零件，鍛煉了他們的動(dòng)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(xué)生帶著(zhù)他們以“智能垃圾桶”編排的《綠色風(fēng)暴》節目，登上了央視少兒《看我七十二變》舞臺，向全國觀(guān)眾宣傳垃圾分類(lèi)，展示團隊發(fā)明創(chuàng )造——“智能垃圾桶”。2018年4月，該發(fā)明“一種新型旋轉分類(lèi)垃圾桶”正式獲得國家實(shí)用新型專(zhuān)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(jìn)行完善、升級，希望可以建立一個(gè)共享數據庫，由用戶(hù)共同上傳更新數據，以應對不同城市的垃圾分類(lèi)標準，“APP已初步設置了普通話(huà)、粵語(yǔ)、英語(yǔ)三種語(yǔ)言，甚至已經(jīng)有垃圾桶生產(chǎn)廠(chǎng)家找來(lái)談專(zhuān)利購買(mǎi)。”

       創(chuàng )意舞臺 科技教育提升學(xué)生創(chuàng )造意識

       如今，7名團隊成員已經(jīng)進(jìn)入五年級，他們的創(chuàng )意和想法并沒(méi)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(shū)包。郭晉平產(chǎn)生了環(huán)保拐杖與智能安全門(mén)的想法。

       為何小學(xué)生懂那么多知識，還對發(fā)明創(chuàng )造感興趣？南科大實(shí)驗一小校長(cháng)張帆介紹，學(xué)校開(kāi)辦以來(lái)，一直堅持創(chuàng )新教育，而且利用身在大學(xué)城片區的資源優(yōu)勢，大力發(fā)展科技教育。比如會(huì )邀請中科創(chuàng )造力實(shí)驗室團隊的老師會(huì )為學(xué)生帶來(lái)社團課程，不定期邀請南方科技大學(xué)、中科先進(jìn)院、清華大學(xué)深圳研究生院、北京大學(xué)深圳研究生院、哈工大（深圳）等高校教授進(jìn)校園，為學(xué)生帶來(lái)科技等專(zhuān)題講座。還會(huì )邀請南科大在校大學(xué)生參與到校園社團課程，為孩子們帶來(lái)不一樣的課程體驗。

       小學(xué)生能聽(tīng)懂教授們講的課嗎？“一點(diǎn)都不難！”郭晉平介紹，教授們講的內容是他們在課堂上沒(méi)學(xué)過(guò)的知識，而且有很多互動(dòng)游戲。比如水中救援一課，教授們就將急救設備帶進(jìn)了教室，十分有趣。

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

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