求新求變 創(chuàng)新不止

方郁芝 秦銀銀

用肉眼觀察光與物之間的交互可行嗎？山區(qū)急彎道路會車有怎樣的創(chuàng)新方案？野外溺水救援裝置如何及時施救？……2023年4月，第44屆湖南省青少年科技創(chuàng)新大賽在平江縣頤華學(xué)校拉開帷幕，來自各市州的小小“科學(xué)家”同臺競技，共同打造了一場精彩的科創(chuàng)盛宴。

本屆青少年科技創(chuàng)新大賽共收到全省14個市州選拔推薦參賽的單位和個人作品860件。經(jīng)資格審查和初評，共評選出學(xué)生創(chuàng)新成果項目108個、科技教師項目43個參加終評決賽現(xiàn)場展示問辯活動，15個科技實踐活動項目和14個科學(xué)影像一等獎作品進行了公開展示。

每個創(chuàng)意，都可能蘊含著改變世界的力量。本屆大賽都有哪些“腦洞”大開的創(chuàng)意？一起來欣賞其中的高中生代表作品吧。

作品：植保區(qū)域鼠害分布圖測繪仿生飛行機器人

作者：長沙縣第一中學(xué)? ?楊豐屹

指導(dǎo)老師：段賢清? ?劉丹

我的家鄉(xiāng)長沙縣金井鎮(zhèn)栽種了上萬畝紅薯，每到收獲的季節(jié)，黃毛鼠便時時“造訪”，導(dǎo)致紅薯減產(chǎn)。為保障作物產(chǎn)量，我借助貓頭鷹仿生技術(shù)、無人機技術(shù)和人工智能圖像識別技術(shù)，研制了一款植保區(qū)域鼠害分布圖測繪仿生飛行機器人，測繪黃毛鼠的出行規(guī)律和分布情況，將數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)傳送給相關(guān)部門，為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)管理提供便利。

本裝置采用熱釋電紅外傳感器快速查找目標(biāo)，根據(jù)圖像識別定位，通過人工智能組合技術(shù)定時巡航，繪制鼠害分布圖。通過物聯(lián)網(wǎng)實時傳輸數(shù)據(jù)，不僅能廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代大型農(nóng)業(yè)基地的鼠害監(jiān)測，還可用于監(jiān)測與保護野生動物。

小編圈點：大數(shù)據(jù)讓黃毛鼠的出行規(guī)律和分布情況一覽無余，科學(xué)管理，它可是個好幫手。

作品：冬季閉鎖型光自養(yǎng)育苗裝置

作者：汨羅市職業(yè)中專學(xué)校27園（2）班? ?龍家琪? ?韓如意

指導(dǎo)老師：王向陽? ?唐愛梅? ?楊燦煌

我省秋冬季節(jié)降水連綿、低溫寡照，給蔬菜育苗帶來較大挑戰(zhàn)。為解決秋冬季果蔬育苗的難題，我們研制了一款冬季閉鎖型光自養(yǎng)育苗裝置。

該裝置采用隔熱絕緣泡沫板構(gòu)建，能阻斷空間內(nèi)外的熱量交換，實現(xiàn)物理隔絕，創(chuàng)造一個相對不受外界氣候影響的空間。生態(tài)隔絕是氣候生態(tài)因子的人工創(chuàng)造，能最大限度地減少外部環(huán)境的影響，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的循環(huán)可持續(xù)性，通過生態(tài)技術(shù)達到生產(chǎn)的零排放，是一種可循環(huán)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。

小編圈點：呵護溫室里的幼苗，探索新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，他們在行動。

作品：光攝原理演示實驗裝置

作者：常德芷蘭實驗學(xué)校? ?丁琢恒

指導(dǎo)老師：張才友

人類能否用肉眼觀察到光與物之間的交互？本裝置基于激光聚集可形成光阱，微小物體受光壓作用被束縛在光阱處的設(shè)計原理，借助由激光發(fā)生器、超聲波振子、激光焦點位置標(biāo)志針、菲涅爾透鏡等組成的實驗裝置，實現(xiàn)光攝效果，幫助大家直觀地觀察無形的光與有形之物間產(chǎn)生的交互現(xiàn)象。

小編圈點：將抽象的原理轉(zhuǎn)為直觀的現(xiàn)象，有趣又有益。

作品：基于平江旱期與油茶果期重疊的抗旱保墑措施的研究

作者：平江縣第二中學(xué)高一543班? ?朱智晗

指導(dǎo)老師：朱擁軍? ?趙勇? ?楊銀江

油茶多種植在丘陵山地，油茶果的生長周期長達13個月，茶樹坐果期如遇干旱，會嚴(yán)重影響果實的生長和油脂的轉(zhuǎn)化。如何抗旱增收，提升油茶的品質(zhì)？

我提出一種山地等高截流、雨季階梯蓄水、旱季節(jié)水滴灌的調(diào)蓄保墑抗旱理念，利用蓄水池存儲地表水，通過控制閥經(jīng)管網(wǎng)按需由高階梯向低階梯供水，且無需提供動力支持。這種方法在一定程度上改善了油茶樹的生長條件，減少水資源的無效流失，還能減少山體滑坡和泥石流等自然災(zāi)害的發(fā)生。

小編圈點：山地抗旱蓄水“利器”，增產(chǎn)增收保水土。

作品：山區(qū)急彎道路會車預(yù)警系統(tǒng)

作者：永州市綜合職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校? ?周博強? ?周陸翔? ?唐智康

指導(dǎo)老師：鄧惠君? ?鄧超玉? ?陳勇軍

山區(qū)急彎道路是交通事故的高發(fā)路段，人們通常會在急彎處安裝凸面鏡，幫助駕駛員擴大視野并判斷對面的來車情況。由于凸透鏡成的像較小，駕駛員觀察較吃力。我們制作了一款由太陽能電源、紅外線感應(yīng)開關(guān)、PLC可編程序模塊、LED預(yù)警燈、車流狀況指示牌等組成的山區(qū)急彎道路會車預(yù)警系統(tǒng)，能預(yù)警前方來車與來人的情況，并顯示車輛所處的位置，以及兩輛車之間的距離。

小編圈點：智能時代，科技能更好地助力出行安全。

作品：基于人工智能的藕根子采收機器人

作者：南縣第一中學(xué)? ?楊駿奧

指導(dǎo)老師：洪偉? ?唐善軍? ?于義

藕根子是蓮的幼嫩根狀莖，也叫藕帶，是一種廣受人們喜愛的時令美食。當(dāng)你正對藕根子的美味爽口回味無窮時，是否想過藕根子采摘工人的艱辛？我設(shè)計制作了基于人工智能的藕根子采收機器人，想減輕人們的工作量。

它主要通過各類軟硬件設(shè)備，可代替人工，實現(xiàn)全天候快、準(zhǔn)、靈、穩(wěn)的藕根子采收。

小編圈點：輕而易舉地摘得美味食材，人工智能還有什么不會的？

作品：松針茶柔性整形裝置

作者：益陽市箴言中學(xué)? ?周昱全? ?臧顥舒? ?段潔儀

指導(dǎo)老師：張鑫? ?溫佩芳? ?成亞菲

安化松針茶因其外形挺直、細(xì)秀，顏色翠綠，狀似松針葉而得名。除了取材嚴(yán)苛，安化松針茶對七道工序的制作過程也有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，其中尤以整形最嚴(yán)苛，整形也是決定松針茶品質(zhì)的關(guān)鍵一步。

我們在以往松針茶制作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，采用仿人手柔性揉搓茶葉成條的裝置完成整形環(huán)節(jié)，解決了整形環(huán)節(jié)人手揉搓耗時長、低溫灼傷人手的問題。此外，該裝置有加溫、恒溫功能，在揉搓松針茶過程中，隨著茶葉中含水量的不同，控制溫度軟化茶條以便成形。人工智能可改變靠經(jīng)驗揉搓的傳統(tǒng)方法，為整形環(huán)節(jié)提供最有利的操作環(huán)境，還能縮短茶葉的整形時間，提高生產(chǎn)效率。

小編圈點：機器代替人工，讓傳承更有活力。

作品：基于藍牙三點定位的鄉(xiāng)村學(xué)生防溺水預(yù)警系統(tǒng)

作者：長沙市第一中學(xué)? ?蔡錦淮

指導(dǎo)老師：鐘文? ?羅琛? ?羅洪波

2022年暑假，我和父母在安化山區(qū)遇到了一起兒童溺水事故。這件事對我產(chǎn)生了極大的觸動。于是，我想探索一種可實時監(jiān)測溺水事故并能及時預(yù)警的系統(tǒng)，希望能減少類似悲劇的發(fā)生。

該系統(tǒng)主要由定制校園卡、藍牙網(wǎng)關(guān)、Wi-Fi設(shè)備、云端服務(wù)器和防溺水預(yù)警終端組成。通過對學(xué)生現(xiàn)有的電子校園卡進行改進，使其具備藍牙標(biāo)簽功能，并通過模擬“電子界樁”（藍牙網(wǎng)關(guān)）接收來自校園卡的藍牙信號，獲取學(xué)生的信息，利用藍牙信號強度實現(xiàn)三點定位。校園卡續(xù)航時間長，可結(jié)合在危險水域全方位布設(shè)藍牙網(wǎng)關(guān)，設(shè)計集成一套無監(jiān)測盲區(qū)、實時監(jiān)測與預(yù)警合一的防溺水預(yù)警系統(tǒng)。

小編圈點：希望這個系統(tǒng)早日得以應(yīng)用，為鄉(xiāng)村學(xué)生保駕護航。

除此之外，本屆大賽還有為解決露營時食物制冷保鮮難題而設(shè)計的簡易制冷箱，為殘臂人士專門設(shè)計的智能背包雨傘，可及時對野外固定水域溺水者展開施救的智能救援裝置，針對非法電魚設(shè)計的微電流檢測報警裝置，等等。每件參賽作品無不體現(xiàn)了參賽選手求新求變的創(chuàng)新精神。

針對以上作品你還有哪些好的改進建議？歡迎給我們來信互動哦。

（欄目編輯? 方郁芝）