季海

初夏時(shí)節(jié)，鮮花吐艷，芳華正濃。記者來(lái)到綠樹掩映的科學(xué)島上，觀摩一場(chǎng)別開生面的安徽省青少年科技創(chuàng)新大賽。在現(xiàn)代科技館的展示臺(tái)上，100件小制作、小發(fā)明整齊地?cái)[放著，即將接受評(píng)委團(tuán)的測(cè)試和評(píng)判。它們是從全省3000多件參賽作品中，經(jīng)過(guò)各地市長(zhǎng)達(dá)三個(gè)月的初賽、復(fù)賽后遴選出來(lái)的。可以說(shuō)，進(jìn)入決賽階段的作品，個(gè)個(gè)科技感十足，不但“顏值”高，還具有很強(qiáng)的獨(dú)創(chuàng)性和實(shí)用性。

在媒體的見證下，以中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院光機(jī)所所長(zhǎng)劉文清領(lǐng)銜的評(píng)委團(tuán)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格評(píng)判，100件作品分獲特等獎(jiǎng)和一、二、三等獎(jiǎng)。這些精妙的作品，凝聚著小發(fā)明家的智慧與汗水。它們有的創(chuàng)意新奇，有的做工精良，大多是同學(xué)們?cè)谏钆c學(xué)習(xí)中獲得靈感、開動(dòng)腦筋的奇思妙想之作，其中不乏給評(píng)委帶來(lái)陣陣驚喜的精品?，F(xiàn)在，就讓我們把鏡頭對(duì)準(zhǔn)部分獲獎(jiǎng)?wù)撸私庖幌滤麄兊陌l(fā)明歷程吧。

王振宇——心中有個(gè)強(qiáng)國(guó)夢(mèng)

在展臺(tái)的一角，一輛閃著警示燈、不斷發(fā)出語(yǔ)音提示的大貨車模型吸引了人們的目光，原來(lái)這是一件名為“大型車輛轉(zhuǎn)彎側(cè)向預(yù)警裝置”的作品。它的發(fā)明者是合肥市五十中天鵝湖校區(qū)八（8）班的王振宇，一位天資聰穎的發(fā)明小達(dá)人。

王振宇告訴記者，他曾看到一則報(bào)道：合肥大運(yùn)城附近發(fā)生一起車禍，一輛大貨車在右轉(zhuǎn)彎時(shí)由于存在視線盲區(qū)，掛倒了一輛直行的電動(dòng)車，造成電動(dòng)車上的兩名男子一死一傷。在痛心之余，王振宇想：能否設(shè)計(jì)一種用于大貨車的警示設(shè)備，在車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)盲區(qū)內(nèi)的非機(jī)動(dòng)車輛和行人，并及時(shí)發(fā)出警示信息呢？

經(jīng)過(guò)多方查閱資料，王振宇設(shè)計(jì)了一種大型車輛轉(zhuǎn)彎盲區(qū)檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用投影技術(shù)，當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)在盲區(qū)投射光線，并通過(guò)激光雷達(dá)對(duì)盲區(qū)進(jìn)行掃描，一旦發(fā)現(xiàn)有非機(jī)動(dòng)車輛或行人，立即通知駕駛員減速或停車，并通過(guò)車外的擴(kuò)音器提示非機(jī)動(dòng)車輛及行人避讓。

這項(xiàng)發(fā)明讓王振宇?yuàn)Z得了合肥市和安徽省青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)，并被推薦于今年7月赴澳門參加第34屆全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽。同時(shí)，這項(xiàng)發(fā)明還獲得了國(guó)家專利，相關(guān)論文刊登在核心期刊《智能計(jì)算機(jī)與應(yīng)用》上。

對(duì)王振宇來(lái)說(shuō)，科技創(chuàng)新是一個(gè)不斷試錯(cuò)和改正的過(guò)程，雖然艱苦，但卻有機(jī)會(huì)將課本上的知識(shí)轉(zhuǎn)化成實(shí)實(shí)在在的成果，無(wú)疑是一件很有意義的事情。

記者還獲悉，王振宇非常喜愛機(jī)器人競(jìng)賽，曾奪得合肥市第10屆青少年機(jī)器人競(jìng)賽一等獎(jiǎng)、2017RCJ韓國(guó)賽冠軍以及中國(guó)賽亞軍、2018RCJ加拿大國(guó)際總決賽亞軍等獎(jiǎng)項(xiàng)，為祖國(guó)爭(zhēng)得了榮譽(yù)。今年下半年，他還將代表中國(guó)隊(duì)遠(yuǎn)赴澳大利亞，參加2019RCJ世界杯總決賽。

王振宇說(shuō)，他對(duì)自己未來(lái)的定位非常清晰，那就是成長(zhǎng)為有擔(dān)當(dāng)、有抱負(fù)、有社會(huì)責(zé)任感的青年，實(shí)現(xiàn)心中“少年強(qiáng)則國(guó)強(qiáng)”的光輝夢(mèng)想。

王浩丞——欲把海水變淡水

來(lái)自合肥市第四十五中學(xué)七（3）班的王浩丞，是個(gè)品學(xué)兼優(yōu)的小發(fā)明家：合肥市、廬陽(yáng)區(qū)“三好學(xué)生”“優(yōu)秀學(xué)生干部”，華東賽區(qū)WER項(xiàng)目機(jī)器人比賽冠軍，合肥市第34屆青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)……各類獎(jiǎng)項(xiàng)拿到手軟。今年6月，他又獲得第四屆合肥市“最美小創(chuàng)客”稱號(hào)。

之前，王浩丞聽老師說(shuō)，地球上海洋面積超過(guò)70%，但海水資源并沒(méi)有得到充分利用。他還在雜志上看到，沙漠占國(guó)土面積60%的以色列，用先進(jìn)的海水淡化技術(shù)解決了國(guó)內(nèi)的缺水問(wèn)題。于是，王浩丞也想利用海水蒸發(fā)的原理，發(fā)明一種便攜式海水淡化設(shè)備。

這個(gè)聽上去很簡(jiǎn)單的想法，在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中遇到了重重困難。首先是裝置的供能問(wèn)題，如果采用傳統(tǒng)的接電方式，既不利于攜帶，也不環(huán)保。經(jīng)過(guò)全面細(xì)致的考慮，王浩丞最終選擇了太陽(yáng)能供能裝置。

在測(cè)試過(guò)程中，太陽(yáng)光提供的熱能有限，水分蒸發(fā)的速度較慢，王浩丞為此請(qǐng)教了老師。老師給出的建議是：要想提高海水蒸發(fā)的效率，必須將水分均勻地散布在空氣中。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)設(shè)想，王浩丞的父母帶著他請(qǐng)教了一位工程師。工程師推薦采用小型超聲波霧化模塊，它產(chǎn)生的高頻諧振，能將液態(tài)水分子間的分子鍵打散，產(chǎn)生自然飄逸的水霧，從而大大提高海水淡化效率。

采納了這位工程師的意見后，王浩丞又增加了冷凝、通風(fēng)、過(guò)濾等裝置，完成了整個(gè)海水淡化裝置模型。這件作品在大賽上獲得了一等獎(jiǎng)，受到了評(píng)委的一致好評(píng)。

談到發(fā)明的體會(huì)，王浩丞說(shuō)：一是要不怕困難，勤于開動(dòng)腦筋，敢于向?qū)＜液屠蠋熣?qǐng)教，找到解決問(wèn)題的途徑;二是要善于觀察生活，設(shè)計(jì)的靈感往往來(lái)源于生活……

尹昊宇——

從小愛搞“小破壞”

就讀于亳州一中的尹昊宇，從小就愛提問(wèn)，愛動(dòng)手。有一次，他竟然將家里的一截水管拆下來(lái)，并把媽媽的化妝鏡打碎后取出玻璃片，組合成一架潛望鏡，為此還割傷了手指。面對(duì)這種“令人發(fā)指”的破壞行為，爸爸媽媽既好氣又好笑，但沒(méi)有責(zé)備他。這架潛望鏡雖然粗糙，卻是尹昊宇發(fā)明路上難忘的成果。

上高中后，尹昊宇癡迷于科技發(fā)明，他的作品曾兩次獲得亳州市青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)。去年，他從媒體上了解到，洞穴探險(xiǎn)是一種新興的戶外運(yùn)動(dòng)，但是許多洞穴充滿危險(xiǎn)，貿(mào)然進(jìn)入會(huì)發(fā)生意外，甚至造成傷亡。他想：為何不發(fā)明一種專門用于洞穴探險(xiǎn)、充當(dāng)探路先鋒的微型機(jī)器人呢？

說(shuō)干就干。在科技輔導(dǎo)員黃志山老師的幫助下，尹昊宇經(jīng)過(guò)反復(fù)嘗試，設(shè)計(jì)并發(fā)明出一種遙控探險(xiǎn)機(jī)器人雛形——這種輪式機(jī)器人能夠通過(guò)攝像頭勘察洞穴地形，并利用自帶的氣體檢測(cè)模塊，對(duì)洞內(nèi)二氧化碳和氧氣的濃度進(jìn)行檢測(cè)分析，并把數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠓健?/p>

經(jīng)過(guò)實(shí)地測(cè)試，尹昊宇又對(duì)自己的發(fā)明進(jìn)行了改進(jìn)——采用三維云臺(tái)攝像頭，使機(jī)器人具備了360度的視角，拍攝現(xiàn)場(chǎng)更全面;將動(dòng)力系統(tǒng)的四個(gè)輪子改為履帶，利于機(jī)器人在復(fù)雜地形中行進(jìn)。

尹昊宇的這個(gè)發(fā)明，實(shí)用性很強(qiáng)，先后在市級(jí)和省級(jí)大賽中脫穎而出，最終獲得了特等獎(jiǎng)。下一步，他將對(duì)該項(xiàng)發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，升級(jí)氣體檢測(cè)模塊，讓機(jī)器人可以檢測(cè)洞內(nèi)所有氣體濃度;采用Wi-Fi傳輸模塊，讓機(jī)器人不受洞穴深度的影響，能夠清晰地傳送視頻數(shù)據(jù)。

發(fā)明創(chuàng)造的過(guò)程雖然艱辛，但它充滿成就感。尹昊宇的夢(mèng)想就是成為一名工程師，把知識(shí)與實(shí)踐融合起來(lái)，發(fā)明出有價(jià)值的東西，造福人類。

王梓丞——我給倉(cāng)鼠減減肥

在淮北師大附中讀書的王梓丞，他的作品有些特別——倉(cāng)鼠跑步機(jī)，這是什么呢？

原來(lái)，王梓丞平常喜歡養(yǎng)小倉(cāng)鼠。這種傻傻萌萌的小精靈，給他的生活帶來(lái)了許多歡樂(lè)。他沒(méi)想到的是，小倉(cāng)鼠由于營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩，一天天胖起來(lái)，行動(dòng)也越來(lái)越遲緩。王梓丞看在眼里，急在心上：小倉(cāng)鼠必須要減肥了！受跑步機(jī)的啟發(fā)，他決定給倉(cāng)鼠制造一個(gè)自動(dòng)跑步裝置。

王梓丞把自己的構(gòu)思告訴了科技輔導(dǎo)員張友東老師，得到了老師的支持。師生倆經(jīng)過(guò)商討，確定了要采購(gòu)的器件——微型直流電動(dòng)機(jī)、同步輪聯(lián)動(dòng)軸、皮帶和直流驅(qū)動(dòng)電源等。

等到器件全部備齊后，王梓丞在老師的指導(dǎo)下，開始動(dòng)手制作起來(lái)：切割、組裝、固定……經(jīng)過(guò)幾天的努力，倉(cāng)鼠跑步機(jī)終于誕生了。

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試用，王梓丞發(fā)現(xiàn)倉(cāng)鼠跑步機(jī)存在一個(gè)明顯不足：滾輪速度無(wú)法調(diào)節(jié)，時(shí)間一長(zhǎng)容易讓倉(cāng)鼠體力透支。怎么辦？這時(shí)，科技輔導(dǎo)員藍(lán)瀾老師給出了解決方案：給驅(qū)動(dòng)裝置加上一個(gè)控速器，分為四個(gè)檔位，根據(jù)倉(cāng)鼠的體能來(lái)設(shè)置奔跑的時(shí)間和速度。

有心人，天不負(fù)。升級(jí)版?zhèn)}鼠跑步機(jī)制作成功了，可愛的小倉(cāng)鼠能夠繼續(xù)健康地成長(zhǎng)了，王梓丞開心極了。

馬小婧——希望湖水變清澈

馬小婧是漁民的后代，對(duì)水有特殊的情感。去年夏天，馬小婧跟隨父母前往巢湖游玩，發(fā)現(xiàn)部分水域出現(xiàn)了藍(lán)藻，還看到水質(zhì)監(jiān)測(cè)船在湖面上來(lái)回穿梭，采集水樣。馬小婧想，如果有一種輕便小巧的智能設(shè)備，能夠隨時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)，那該多好??！

從巢湖回來(lái)后，馬小婧決心發(fā)明一種能夠在水面上自主航行的水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀。它不僅能夠通過(guò)攝像頭觀察和攝錄水面污染情況，還能自動(dòng)對(duì)水體進(jìn)行取樣，有效降低環(huán)保人員的工作強(qiáng)度。

在設(shè)計(jì)作品的初期，可謂困難重重。好在馬小婧是合肥市第四十五中學(xué)啟航科學(xué)社的一員，社里有經(jīng)驗(yàn)豐富的科技輔導(dǎo)老師，也有參加過(guò)創(chuàng)新比賽的學(xué)長(zhǎng)、學(xué)姐。在他們的幫助下，馬小婧從眾多方案中選擇了一種魚形無(wú)人遙控水質(zhì)取樣機(jī)，作為自己的設(shè)計(jì)方案。

圖紙出來(lái)了，但制作成品卻歷經(jīng)艱辛：一會(huì)兒電機(jī)不轉(zhuǎn)，一會(huì)兒焊接不牢。經(jīng)過(guò)多次失敗，馬小婧終于成功地將電池和電機(jī)的接線焊接在電路板上。在制作過(guò)程中，馬小婧學(xué)會(huì)了使用加工設(shè)備，學(xué)會(huì)了焊接電路，并成功應(yīng)用阿基米德定律解決了檢測(cè)儀的沉浮問(wèn)題。

馬小婧的這臺(tái)“仿生水質(zhì)巡查機(jī)”，讓她在區(qū)、市和省級(jí)青少年科技創(chuàng)新大賽上一路過(guò)關(guān)斬將，獲得了參加全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽的機(jī)會(huì)。

毛智健——想幫外公站起來(lái)

同樣來(lái)自合肥市第四十五中學(xué)的毛智健，也是一位科技發(fā)明小達(dá)人。他剛升入初中，就參加了學(xué)校的啟航科學(xué)社。

毛智健的外公因腿部患病臥床，特別想活動(dòng)活動(dòng)。毛智健想為疼愛自己的外公做些什么。做什么呢？一個(gè)想法電流般穿過(guò)他的腦海：如果發(fā)明一種坐著都可以訓(xùn)練腿部的機(jī)器，不就解決了外公不能運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題了嗎？

沒(méi)有成品可供參考，毛智健苦思冥想了一個(gè)星期都沒(méi)有進(jìn)展。毫無(wú)頭緒之時(shí)，他突然想起了奶奶家的縫紉機(jī)。奶奶做衣服時(shí)，雙腳用力踩縫紉機(jī)的踏板，帶動(dòng)雙腿不停地運(yùn)動(dòng)。這不就是一個(gè)很好的鍛煉下肢的過(guò)程嗎？于是，一種“仿生下肢力量訓(xùn)練器”浮現(xiàn)在他的眼前。

從那以后，毛智健一有空就往學(xué)校實(shí)驗(yàn)室跑。在啟航科學(xué)社邵和義老師的幫助下，毛智健連續(xù)研制出三代下肢力量訓(xùn)練器。

這種訓(xùn)練器的工作原理是：訓(xùn)練者將雙腳置于踏板上，在電腦的控制下，踏板會(huì)上下前后移動(dòng)，帶動(dòng)雙腳做出抬升、下落、伸直、彎曲等動(dòng)作，從而達(dá)到刺激腿部神經(jīng)、鍛煉下肢肌肉的目的。這種訓(xùn)練器不僅適用于殘疾人群，還非常適合那些在辦公室久坐的上班族。

在研制過(guò)程中，他遇到過(guò)多次失敗和挫折——電路燒斷，齒輪脫落，甚至還有在比賽前的幾小時(shí)機(jī)器不慎被摔壞的經(jīng)歷。挫折磨礪了他的意志，也告訴了他什么是堅(jiān)持，怎樣才能成功。

在獲得本次大賽的特等獎(jiǎng)后，毛智健在筆記本上寫下了自己的感悟——

“以前我認(rèn)為自己的知識(shí)還算豐富，但是在實(shí)際操作中，常常發(fā)現(xiàn)自己想法幼稚。實(shí)踐出真知，只有多思考，多動(dòng)手，才能稱得上是真正的學(xué)習(xí)。今后，我將加倍努力，爭(zhēng)取在創(chuàng)新的道路上更快更好地成長(zhǎng)，為中華民族的偉大復(fù)興而刻苦學(xué)習(xí)！”