深圳晚报 2019-07-14
深晚报道|南山小学生解决垃圾分类难题,研发“智能垃圾桶”获国家专利证书
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" 湿纸巾是湿垃圾还是干垃圾、厕纸能不能当纸回收?" 垃圾分类成为近期的热议话题,而让大多数人最困扰的问题当属如何正确识别日常的生活垃圾。如果碰到这个生活难题,你会怎么做?

事实上,为了解决这个问题,早在 2016 年,南山区的一群小创客就动脑子研发出了一款带有语音识别功能的智能垃圾桶——只要说出垃圾的名字,垃圾桶就会快速识别垃圾种类,并自动打开盖子回收。这款发明不仅登上了央视,还申请到了国家专利。

近日,记者见到了这支来自南方科技大学教育集团(南山)实验一小的小创客团队(任泊丞、张灏宇、杨林锋、郭晋平、郭晋安、陈慧琳、刘子睿),了解他们发明创造背后的故事。

小创客开启奇思妙想,1 个月造出 " 黑科技 "

今年 11 岁的任泊丞是智能垃圾桶创意的提出者。2016 年,他留意到居住的小区楼道内总是各类垃圾堆积在一起,臭烘烘的," 很多人都是顺手一扔,导致垃圾无法分类 "。

在学校创意课上,任泊丞把这个问题告诉了团队的小伙伴,大家都觉得可以制作一个智能垃圾桶:" 人们把整包垃圾扔到一个垃圾桶,垃圾桶就能自动识别垃圾种类,将它们运送到不同隔间。" 围绕这个创意想法,任泊丞和伙伴画了一个草图,交给了学校创造力实验室的老师,得到老师的认可和鼓励后,他们便动起手来。

为了实现方案,小创客们建立了概念模型,还画了思维导图分解任务,逐步完善方案。在查阅了相关资料后,大家动手将家里 1 个星期产生的生活垃圾进行收集、分类。通过收集资料 + 实践分类的方式,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。

如何才能让垃圾桶识别垃圾的种类呢?" 一开始我们想了非常多的方案 ",任泊丞表示,对红外线技术非常感兴趣的他提出的第一个方案就是用红外线来感应识别垃圾的大小与种类,但很快他们发现 " 垃圾的大小和长度都是变化的,很难准确识别 "。后来,他们又尝试了用照片识别,但囿于技术难度太大,还是没能实现。

课外知识激活了大家的想象力。在校期间,南科大的教授不时会来给学生上课、开讲座,这些新奇的知识引起了大家的兴趣。经过多次讨论、实验后,团队最终敲定了使用语音识别方式——只要说出垃圾的名字,就能识别出其种类,打开相应的垃圾桶。而关于垃圾桶内如何储蓄电能、是否要有传输带、如何将垃圾桶轻便化等问题,他们也多次讨论、改动、优化。

在确定了方案后,小创客们便参与到了程序编程中。任泊丞的父母都是工程师,他从小就对信息技术有接触,有一定编程基础。任泊丞说,一开始是小组内讨论编程思路,遇到实在解不开的问题,就询问老师。" 但老师也不会直接讲程序怎么写,而是给我们提供一个方向和思路。" 在完成编程后,他们用 3D 打印技术将构想进行建模,最后在老师的帮助下,终于把 " 智能垃圾桶 " 制作出来,从创意的构思到最后作品的完成,只用了 1 个月的时间!在这个过程中,他们还先后完成了绘制草图、搭建垃圾桶、建立数据库、设计 APP 等一系列工作。

智能垃圾桶获国家专利,未来加入方言识别、物联网功能

指导发明的葛老师告诉记者,在指导的过程中,她着重培养的是孩子的创新思维。" 技术可以咨询各类专家,但关键是发现问题的意识,找到新的创意点,能够解决生活中的一些难题。就算当前不能够实现,但可以沿着思路,把步骤分解,再一一想办法解决。"

2017 年 4 月,这个小创客团队所编排的表演节目《绿色风暴》登上了央视少儿频道《看我七十二变》栏目,向全国观众宣传垃圾分类,展示团队发明创造——智能垃圾桶,引起社会关注。2017 年 7 月,这个发明正式申请国家专利。2018 年 4 月,这个小创客团队,接到国家专利证书—— " 一种新型旋转分类垃圾桶 "。为解决垃圾如何分类提供了一个具有实用性的产品,甚至已经有垃圾桶生产厂家找孩子们谈专利购买。

但这支小创客团队没有满足于此,他们还在不断完善智能垃圾桶的功能。除了增设识别粤语、英语的功能,他们还想纳入更多的方言识别;目前采用 APP 需要联网才能使用,希望能改造成无网即可连接;还希望加入物联网功能,实现把垃圾及其分类的信息上传到数据库中,不断充实数据库的识别能力⋯⋯

南方科技大学教育集团(南山)实验一小校长张帆告诉记者,孩子们能掌握这么多先进的知识和创意,得益于和高校的合作,把中国科学院深圳先进技术院、哈工大(深圳)、清华大学深圳研究生院等高校的老师学生请到学校来讲课、参与科研社团中,普及、扩展光学能源、脑科学等科学知识,让孩子有机会接触到更丰富的科学世界。" 很多教授在讲课的过程中就感慨,孩子的问题意识特别强,甚至有时候比本科生提出的问题都还要有价值。"

团队中的郭晋平小朋友表示,他的愿望是大家能借助这款产品学习到垃圾分类的知识,最后不需要依赖产品本身,都能建立起正确垃圾分类的意识。如今,团队中的小创客们已经五年级了,但他们对创造的热爱丝毫不减,在科学发明的路上,他们还在继续前行。

小知识链接:

垃圾分类 " 黑科技 "

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?我帮您分类。" 语音系统回答后,会自动识别垃圾类型,IPAD 通过蓝牙向垃圾桶发出指令,对应的垃圾桶就会打开。

深圳晚报记者 马琳洁

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