濕地鳥(niǎo)類(lèi)智能化生態(tài)鳥(niǎo)巢

黃宸懿

本期點(diǎn)評(píng)專(zhuān)家

譚迪熬 中國(guó)發(fā)明協(xié)會(huì)院士專(zhuān)家咨詢(xún)工作委員會(huì)首任專(zhuān)家，中國(guó)發(fā)明協(xié)會(huì)中小學(xué)創(chuàng)造教育分會(huì)會(huì)長(zhǎng)，科技創(chuàng)新教育特級(jí)教師，教育部國(guó)培計(jì)劃專(zhuān)家?guī)鞂?zhuān)家。

湖南南洲國(guó)家濕地公園位于湖南省北隅的南縣境內(nèi)，這里氣候溫和濕潤(rùn)，為鳥(niǎo)類(lèi)尤其是水禽類(lèi)動(dòng)物提供了優(yōu)良的生存、越冬環(huán)境，是許多珍稀瀕危候鳥(niǎo)的重要棲息地、繁殖地與中轉(zhuǎn)站。

越來(lái)越多的鳥(niǎo)類(lèi)選擇到濕地棲息繁殖，如果缺乏筑巢的材料與適宜的鳥(niǎo)巢環(huán)境，鳥(niǎo)類(lèi)的繁殖難免會(huì)受到影響?？煞裰谱鲬?hù)外人工鳥(niǎo)巢為鳥(niǎo)類(lèi)提供棲身之地？如果制作一個(gè)既能監(jiān)控鳥(niǎo)類(lèi)生存繁殖又能提供適宜的飲食、溫度、濕度、光照等條件的智能化生態(tài)鳥(niǎo)巢裝置，有利于鳥(niǎo)類(lèi)的生存繁殖，還能吸引更多的珍稀鳥(niǎo)類(lèi)，實(shí)現(xiàn)人工招鳥(niǎo)。

我的想法得到了學(xué)校科技輔導(dǎo)老師的肯定，在他們的鼓勵(lì)下，我開(kāi)始了實(shí)踐探究。

一、濕地鳥(niǎo)類(lèi)最佳生存繁殖環(huán)境

通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)和請(qǐng)教專(zhuān)業(yè)鳥(niǎo)類(lèi)養(yǎng)殖戶(hù)，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，我確定了適合濕地鳥(niǎo)類(lèi)生存繁殖的影響參數(shù)，如表1。

二、設(shè)計(jì)方案

（一）系統(tǒng)組成

基于人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的濕地鳥(niǎo)類(lèi)智能化生態(tài)鳥(niǎo)巢主要由鳥(niǎo)巢本體、各功能部件、傳感器、傳輸部分、控制部分和軟件監(jiān)控平臺(tái)組成。

（二）系統(tǒng)功能

1.溫濕度監(jiān)測(cè)及控制。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可24小時(shí)監(jiān)測(cè)鳥(niǎo)巢內(nèi)的溫濕度，當(dāng)溫濕度高于或低于設(shè)定范圍時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，并將現(xiàn)場(chǎng)的情況通過(guò)短信發(fā)到用戶(hù)的手機(jī)上，監(jiān)控界面彈出報(bào)警信息。用戶(hù)通過(guò)重新設(shè)置，打開(kāi)溫濕度控制設(shè)備，當(dāng)溫濕度恢復(fù)正常值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉。

2.光照監(jiān)測(cè)及控制。光照時(shí)間的長(zhǎng)短決定了鳥(niǎo)類(lèi)的繁殖周期和生存品質(zhì)，設(shè)置加熱燈的開(kāi)燈時(shí)間即可保證充足的光照。

3.自動(dòng)加水換水及控制?？刹捎米詣?dòng)下水器，也可通過(guò)程序控制加水器自動(dòng)加水、換水。

4.自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)及控制。通過(guò)程序控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)，方便鳥(niǎo)類(lèi)進(jìn)出，防止它們淋雨。

5.糞便處理系統(tǒng)及控制。通過(guò)程序控制糞便清理系統(tǒng)實(shí)時(shí)清理回收糞便。

（三）軟件監(jiān)控平臺(tái)

1.用戶(hù)可登錄軟件監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)時(shí)掌握鳥(niǎo)巢生存環(huán)境信息，獲取異常報(bào)警信息及預(yù)警信息，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果自動(dòng)調(diào)節(jié)，給鳥(niǎo)類(lèi)一個(gè)溫馨、舒適的環(huán)境。

2.控制模式分為手動(dòng)模式和自動(dòng)模式，可智能化調(diào)控，PC端可實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)界面，操作靈活。

3.自動(dòng)模式下，設(shè)備根據(jù)上下限自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。

我將木箱加工成鳥(niǎo)巢本體，購(gòu)置了加熱器、加濕器、水泵、減速電動(dòng)機(jī)、控制芯片、攝像頭等，制作成基于人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的濕地鳥(niǎo)類(lèi)智能化生態(tài)鳥(niǎo)巢。

三、創(chuàng)新點(diǎn)

1.在對(duì)南洲濕地鳥(niǎo)類(lèi)生存繁殖環(huán)境研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)巢穴不足的問(wèn)題，提出基于人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的濕地鳥(niǎo)類(lèi)智能化生態(tài)鳥(niǎo)巢的創(chuàng)意，并設(shè)計(jì)制作適合濕地鳥(niǎo)類(lèi)棲息繁殖的智能化鳥(niǎo)巢模型，為鳥(niǎo)類(lèi)提供良好的生存繁殖環(huán)境，也為飼養(yǎng)鳥(niǎo)類(lèi)寵物提供了新思路。

2.通過(guò)傳感器、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)通信、智能管理系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)等技術(shù)，對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)生存環(huán)境的溫度、濕度、光照時(shí)間、自動(dòng)換水、喂食、自動(dòng)監(jiān)測(cè)防盜等進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)管理以及遠(yuǎn)程控制，有利于收集濕地鳥(niǎo)類(lèi)的生存數(shù)據(jù)，為保護(hù)濕地鳥(niǎo)類(lèi)作出貢獻(xiàn)。

3.通過(guò)共筑鳥(niǎo)巢踐行關(guān)愛(ài)鳥(niǎo)類(lèi)，保護(hù)鳥(niǎo)類(lèi)，善待大自然，引導(dǎo)公眾樹(shù)立人與自然和諧共處的理念，喚起更多人關(guān)注鳥(niǎo)類(lèi)、保護(hù)濕地、熱愛(ài)自然的意識(shí)。（指導(dǎo)老師：洪 偉? 唐善軍）

在研究和設(shè)計(jì)本項(xiàng)目的過(guò)程中，我的創(chuàng)新思維能力、動(dòng)手實(shí)踐能力得到了提升。本項(xiàng)目中的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)也讓我深刻體會(huì)到了實(shí)驗(yàn)研究在科技創(chuàng)新中的重要作用。

參加科技創(chuàng)新競(jìng)賽活動(dòng)對(duì)我的學(xué)科學(xué)習(xí)和知識(shí)運(yùn)用都有很好的幫助。從創(chuàng)意提出到項(xiàng)目完成的半年多時(shí)間里，我得到了很多人的幫助。感謝父母對(duì)我開(kāi)展科技創(chuàng)新活動(dòng)的理解與支持，感謝南縣鳥(niǎo)類(lèi)保護(hù)協(xié)會(huì)工作人員為本課題的研究提供咨詢(xún)，感謝老師提供的指導(dǎo)。

從這次科技創(chuàng)新活動(dòng)中，我收獲了成功的喜悅和極大的自信心，今后我也會(huì)更加積極探索，為社會(huì)貢獻(xiàn)自己的力量！

專(zhuān)家點(diǎn)評(píng)

黃宸懿同學(xué)的濕地鳥(niǎo)類(lèi)智能化生態(tài)鳥(niǎo)巢是一項(xiàng)基于本地區(qū)濕地鳥(niǎo)類(lèi)增多、巢穴不足的問(wèn)題而設(shè)計(jì)制作出的發(fā)明作品。雖說(shuō)這項(xiàng)作品還只是一個(gè)有待改進(jìn)的模型，但它的積極意義是顯而易見(jiàn)的：

其一，因地制宜加獨(dú)具慧眼的選題方式讓人眼前一亮。南縣處于洞庭湖濕地的北端，在這個(gè)生物多樣性亟待保護(hù)的年代，黃宸懿同學(xué)能敏銳地抓住這個(gè)課題并堅(jiān)持研究，說(shuō)明他既有環(huán)保意識(shí)，又有科研潛質(zhì)。

其二，該作品通過(guò)無(wú)線(xiàn)控制模塊、糞便處理系統(tǒng)、食物自動(dòng)喂養(yǎng)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)等對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)生存環(huán)境進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)管理和遠(yuǎn)程控制，為野生鳥(niǎo)類(lèi)種群的快速恢復(fù)提供了較為有利的條件。同時(shí)也體現(xiàn)了作者STEAM理念的運(yùn)用及應(yīng)用跨學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題的能力。

但應(yīng)指出的是，該作品還要進(jìn)一步有針對(duì)性地完善與提高。首先，研究對(duì)象是“鳥(niǎo)巢”而不是“鳥(niǎo)屋”。其次，洞庭湖濕地生活著多種鳥(niǎo)類(lèi)，生活習(xí)性各有不同。再次，不同鳥(niǎo)類(lèi)的鳥(niǎo)巢樣式與所處的位置也是不同的。