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深圳7名小学生发明获国家专利 解决垃圾分类一难题

唐小艳 石磊 发布时间:2019-07-11 16:49:00来源: 南方日报

  深圳7名小学生的发明 解决垃圾分类一大难题

  已获国家专利,有垃圾桶生产厂家洽谈购买

 

  “请告诉我,垃圾是什么?我帮您打开垃圾桶。”

  “苹果核!”

  语罢,智能分类垃圾箱中厨余垃圾桶的盖子自动打开。

  日前垃圾分类问题引发大众关注。事实上,早在2016年,深圳市南方科技大学教育集团(南山)实验一小(下称“南科大实验一小”)的7名三年级小创客,就为垃圾分类提供了解决方案。他们发明的“智能垃圾桶”,只要说出垃圾的名字,相对应的垃圾桶就会自动打开。这款“一种新型旋转分类垃圾桶”,在2018年还顺利拿下国家实用新型专利证书。目前,团队还在进一步完善升级相关APP,以应对不同城市的垃圾分类标准,且已经有垃圾桶生产厂家洽谈专利购买。

  从创意到产品,这些小创客们有怎样的故事?他们又为何会对发明创造如此感兴趣?

  创意缘起 如何给小区垃圾快速分类?

  任泊丞是团队的小队长,与父母住在中兴人才公寓。9岁时他细心地发现,公寓每层楼都有固定的垃圾堆放点,但大包小包的垃圾全部积累在一起,并未分类。小区花园的垃圾桶也只有可回收与不可回收两种选择。如何才能快捷方便地给垃圾分类?任泊丞将该疑问带进了学校的社团课。

  在老师葛芳芳的带领下,任泊丞与张灏宇、杨林锋、郭晋平、郭晋安、陈慧琳、刘子睿组成了七人的创客团队。经过头脑风暴,他们产生制作“智能垃圾桶”的想法,“人们把整包垃圾扔到一个垃圾桶中,垃圾桶自动识别垃圾,并将它们运送到不同的隔间。有了这样一个垃圾桶,垃圾分类问题就能解决啦!”

  将创意变成现实,并非容易之事。如何给智能垃圾桶做分类?团队成员们每人收集家里一星期产生的生活垃圾进行观察,通过收集资料和实践分类,他们最终确定了“智能垃圾桶”的4种分类:可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾、其他垃圾。但问题又来了,如何识别垃圾的种类和大小?实验前期,任泊丞提出利用红外线来识别打开特定的垃圾箱,“可这样对空间有很高的要求,楼道的位置根本不够。”

  他们没有被困难击退,在冷静思考后,决定通过iPad来识别垃圾。“我们一开始设想通过形状识别,也尝试了颜色识别,结果都失败了。后来在老师的启发下,我们使用语音识别,而且建立了垃圾的名称库,这样就可以识别各种不同的垃圾了!”郭晋平说。

  之后,队员们用3D打印技术将构想进行建模,最后在老师的帮助下,制作出“智能垃圾桶”。每个垃圾桶上都有一个芯片作为信号接收装置,点击iPad上的APP,它会进行语音提示:“请告诉我,垃圾是什么?我帮您打开垃圾桶。”然后输入语音,系统识别垃圾类型,iPad通过蓝牙向垃圾桶发出指令,对应的垃圾桶就会打开。

  研发过程 七个小伙伴各展所长

  “智能垃圾桶”从创意构思到最后作品完成,经历了1个月的时间。7名学生各展所长,进行紧密配合,完成了绘制草图、搭建垃圾桶、建立数据库、设计APP等一系列工作。

  “当时我们希望垃圾桶是全自动的,拉开盖子的程序很容易做,但要让它识别垃圾已经进入桶里,并且在投放后关上盖子,这个程序有点难,困扰了我们很久。”任泊丞表示,“智能垃圾桶”从创意到产品的实现过程中,每个环节都遇到一些难题,但他们通过思维导图,将问题进行分解,然后各司其职,最终将创意变成现实。

  任泊丞在团队中主要负责编程工作。他的父母都是工程师,受家庭的影响,任泊丞从小就对编程产生浓厚兴趣。进入学校后,在老师的带领下,他一年级就开始学习编程;郭晋平与郭晋安是一对龙凤胎兄妹,在团队中主要负责将创意进行补充、完善,他们的父亲是产品经理,经常会带回一些机器人玩具和零件,锻炼了他们的动手能力;陈慧琳性格外向,在团队中负责总规划;刘子睿负责材料与工具。

  2017年,7名学生带着他们以“智能垃圾桶”编排的《绿色风暴》节目,登上了央视少儿《看我七十二变》舞台,向全国观众宣传垃圾分类,展示团队发明创造——“智能垃圾桶”。2018年4月,该发明“一种新型旋转分类垃圾桶”正式获得国家实用新型专利认证。

  葛芳芳老师介绍,目前,在老师指导下,团队正在对APP进行完善、升级,希望可以建立一个共享数据库,由用户共同上传更新数据,以应对不同城市的垃圾分类标准,“APP已初步设置了普通话、粤语、英语三种语言,甚至已经有垃圾桶生产厂家找来谈专利购买。”

  创意舞台 科技教育提升学生创造意识

  如今,7名团队成员已经进入五年级,他们的创意和想法并没有止步于“智能垃圾桶”。任泊丞还在探索智能礼盒、可折叠性的书包。郭晋平产生了环保拐杖与智能安全门的想法。

  为何小学生懂那么多知识,还对发明创造感兴趣?南科大实验一小校长张帆介绍,学校开办以来,一直坚持创新教育,而且利用身在大学城片区的资源优势,大力发展科技教育。比如会邀请中科创造力实验室团队的老师会为学生带来社团课程,不定期邀请南方科技大学、中科先进院、清华大学深圳研究生院、北京大学深圳研究生院、哈工大(深圳)等高校教授进校园,为学生带来科技等专题讲座。还会邀请南科大在校大学生参与到校园社团课程,为孩子们带来不一样的课程体验。

  小学生能听懂教授们讲的课吗?“一点都不难!”郭晋平介绍,教授们讲的内容是他们在课堂上没学过的知识,而且有很多互动游戏。比如水中救援一课,教授们就将急救设备带进了教室,十分有趣。

  在南方科技大学教育集团总校长汤佳宏看来,教育的意义在于真正丰富学生的知识面,拓展学生的视野,让创新走进校园,让科研走近学生,让学生迈向世界。唐小艳 石磊

(责编: 陈濛濛)

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