深圳7名小學(xué)生發(fā)明獲國(guó)家專利 解決垃圾分類一難題

發(fā)布時(shí)間：2019-7-16來源：南方日?qǐng)?bào)點(diǎn)擊：返回列表

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

       “請(qǐng)告訴我，垃圾是什么？我?guī)湍蜷_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(dòng)打開。

       日前垃圾分類問題引發(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(tuán)（南山）實(shí)驗(yàn)一小（下稱“南科大實(shí)驗(yàn)一小”）的7名三年級(jí)小創(chuàng)客，就為垃圾分類提供了解決方案。他們發(fā)明的“智能垃圾桶”，只要說出垃圾的名字，相對(duì)應(yīng)的垃圾桶就會(huì)自動(dòng)打開。這款“一種新型旋轉(zhuǎn)分類垃圾桶”，在2018年還順利拿下國(guó)家實(shí)用新型專利證書。目前，團(tuán)隊(duì)還在進(jìn)一步完善升級(jí)相關(guān)APP，以應(yīng)對(duì)不同城市的垃圾分類標(biāo)準(zhǔn)，且已經(jīng)有垃圾桶生產(chǎn)廠家洽談專利購(gòu)買。

       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(duì)發(fā)明創(chuàng)造如此感興趣？

       創(chuàng)意緣起 如何給小區(qū)垃圾快速分類？

       任泊丞是團(tuán)隊(duì)的小隊(duì)長(zhǎng)，與父母住在中興人才公寓。9歲時(shí)他細(xì)心地發(fā)現(xiàn)，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。小區(qū)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(jìn)了學(xué)校的社團(tuán)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(tuán)隊(duì)。經(jīng)過頭腦風(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(shí)別垃圾，并將它們運(yùn)送到不同的隔間。有了這樣一個(gè)垃圾桶，垃圾分類問題就能解決啦！”

       將創(chuàng)意變成現(xiàn)實(shí)，并非容易之事。如何給智能垃圾桶做分類？團(tuán)隊(duì)成員們每人收集家里一星期產(chǎn)生的生活垃圾進(jìn)行觀察，通過收集資料和實(shí)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(shí)別垃圾的種類和大小？實(shí)驗(yàn)前期，任泊丞提出利用紅外線來識(shí)別打開特定的垃圾箱，“可這樣對(duì)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(shí)別垃圾。“我們一開始設(shè)想通過形狀識(shí)別，也嘗試了顏色識(shí)別，結(jié)果都失敗了。后來在老師的啟發(fā)下，我們使用語音識(shí)別，而且建立了垃圾的名稱庫(kù)，這樣就可以識(shí)別各種不同的垃圾了！”郭晉平說。

       之后，隊(duì)員們用3D打印技術(shù)將構(gòu)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(hào)接收裝置，點(diǎn)擊iPad上的APP，它會(huì)進(jìn)行語音提示：“請(qǐng)告訴我，垃圾是什么？我?guī)湍蜷_垃圾桶。”然后輸入語音，系統(tǒng)識(shí)別垃圾類型，iPad通過藍(lán)牙向垃圾桶發(fā)出指令，對(duì)應(yīng)的垃圾桶就會(huì)打開。

       研發(fā)過程 七個(gè)小伙伴各展所長(zhǎng)

       “智能垃圾桶”從創(chuàng)意構(gòu)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(zhǎng)，進(jìn)行緊密配合，完成了繪制草圖、搭建垃圾桶、建立數(shù)據(jù)庫(kù)、設(shè)計(jì)APP等一系列工作。

       “當(dāng)時(shí)我們希望垃圾桶是全自動(dòng)的，拉開蓋子的程序很容易做，但要讓它識(shí)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(xiàn)過程中，每個(gè)環(huán)節(jié)都遇到一些難題，但他們通過思維導(dǎo)圖，將問題進(jìn)行分解，然后各司其職，最終將創(chuàng)意變成現(xiàn)實(shí)。

       任泊丞在團(tuán)隊(duì)中主要負(fù)責(zé)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(duì)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(jí)就開始學(xué)習(xí)編程；郭晉平與郭晉安是一對(duì)龍鳳胎兄妹，在團(tuán)隊(duì)中主要負(fù)責(zé)將創(chuàng)意進(jìn)行補(bǔ)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(jī)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(tuán)隊(duì)中負(fù)責(zé)總規(guī)劃；劉子睿負(fù)責(zé)材料與工具。

       2017年，7名學(xué)生帶著他們以“智能垃圾桶”編排的《綠色風(fēng)暴》節(jié)目，登上了央視少兒《看我七十二變》舞臺(tái)，向全國(guó)觀眾宣傳垃圾分類，展示團(tuán)隊(duì)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(zhuǎn)分類垃圾桶”正式獲得國(guó)家實(shí)用新型專利認(rèn)證。

       葛芳芳老師介紹，目前，在老師指導(dǎo)下，團(tuán)隊(duì)正在對(duì)APP進(jìn)行完善、升級(jí)，希望可以建立一個(gè)共享數(shù)據(jù)庫(kù)，由用戶共同上傳更新數(shù)據(jù)，以應(yīng)對(duì)不同城市的垃圾分類標(biāo)準(zhǔn)，“APP已初步設(shè)置了普通話、粵語、英語三種語言，甚至已經(jīng)有垃圾桶生產(chǎn)廠家找來談專利購(gòu)買。”

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

       如今，7名團(tuán)隊(duì)成員已經(jīng)進(jìn)入五年級(jí)，他們的創(chuàng)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(chǎn)生了環(huán)保拐杖與智能安全門的想法。

       為何小學(xué)生懂那么多知識(shí)，還對(duì)發(fā)明創(chuàng)造感興趣？南科大實(shí)驗(yàn)一小校長(zhǎng)張帆介紹，學(xué)校開辦以來，一直堅(jiān)持創(chuàng)新教育，而且利用身在大學(xué)城片區(qū)的資源優(yōu)勢(shì)，大力發(fā)展科技教育。比如會(huì)邀請(qǐng)中科創(chuàng)造力實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)的老師會(huì)為學(xué)生帶來社團(tuán)課程，不定期邀請(qǐng)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)生帶來科技等專題講座。還會(huì)邀請(qǐng)南科大在校大學(xué)生參與到校園社團(tuán)課程，為孩子們帶來不一樣的課程體驗(yàn)。

       小學(xué)生能聽懂教授們講的課嗎？“一點(diǎn)都不難！”郭晉平介紹，教授們講的內(nèi)容是他們?cè)谡n堂上沒學(xué)過的知識(shí)，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(shè)備帶進(jìn)了教室，十分有趣。

       在南方科技大學(xué)教育集團(tuán)總校長(zhǎng)湯佳宏看來，教育的意義在于真正豐富學(xué)生的知識(shí)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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