智能垃圾桶、能預警故障的電梯……看小發明家們如何腦洞大開

科技日報記者 雍黎 實習生 王珂

能幫助你調整坐姿的帽子、便於逃生的防盜網、能提前預警故障的電梯……8月16日-19日，第33屆全國青少年科技創新大賽在重慶舉行，來自全國31個省、自治區、直轄市，新疆生產建設兵團和香港、澳門、台灣地區的35個代表隊約500名青少年和200名科技輔導員，以及50多個國家和地區的300多名國際代表參加競賽。

18日，進入此次競賽的358項青少年科技創新項目面向公眾進行了公開展示，這些來自國內外青少年的科學研究作品「腦洞」大開，新奇又接地氣，閃耀著青少年的創新活力，讓到場參觀的人們驚嘆不已。

小學生髮明自動閥門

讓太陽能熱水器更實用

太陽能熱水器上水閥門自動關閉裝置

在使用太陽能熱水器的家庭中，經常會遇到上水後忘了關閉閥門而導致水資源浪費的困擾。寧夏回族自治區靈武市梧桐樹小學的張萌注意到這一現象，併產生一個想法：能不能在水箱水滿以後自動關閉熱水器的閥門？帶著對這一問題的思考，她開始了該項目的研究。

「在學校的科學課上，老師告訴我們定滑輪可以改變力的方向。」張萌說，根據所學到的這個知識，她確立了自己的初步設想：讓溢流出來的水的重量通過滑輪改變力的方向把閥門拉動關閉。

張萌把自己的想法告訴了學校的老師，並得到了老師的鼓勵和認可。在圖書館查閱相關的資料後，她開始動手操作。在展台上，記者看到了一本厚厚的日記冊，這本「研發日記」記錄了她一年來的思考和收穫。張萌說，有了這次的經驗，她以後會更加註意觀察，解決更多的生活問題。

減輕父母負擔

她發明智能安撫嬰兒裝置

在工作壓力大、生活節奏快的現代社會，很多父母因為要照顧小嬰兒，晚上要多次起夜，不能好好休息，影響第二天的工作和生活。如何減輕父母壓力，讓他們能做到育兒、休息兩不誤呢？

合肥市六安路小學的李子彤對現有的傳統搖籃進行創新，安裝上自己發明的 「安撫嬰兒智能聲控搖籃附屬裝置」，利用物聯網將嬰兒床與手機APP關聯，在嬰兒哭鬧時自動識別，並播放帶有安撫功能的音效，帶動搖籃輕搖，安撫嬰兒重新入睡。

「目前展示的這個作品已經是第四代模型。」李子彤說，和第一代模型相比，現在的這個模型在語音識別方面更加精準，並利用3D列印技術列印各零部件的抽拉式固定架，方便零件拆卸。

玩具「小」器件

實現功率「大」輸出

小時候你玩過拉哨嗎？你想沒想過拉哨快速旋轉時的聲音是如何產生的呢？

來自重慶市第八中學校的高二學生馮路橋所參賽的項目《基於摩擦生電原理拉哨狀供能裝備的構造與應用研究》就是從一個簡單的旋轉拉哨玩具中獲得啟發，利用電磁感應和動力學理論，成功製造出一個超輕、高輸出的拉哨狀攜帶型供能裝置。

「在學習摩擦生電的時候，我就一直在想怎麼樣才能把電更好的收集起來。有次無意間在家裡看到以前的玩具拉哨，就開始研究用它來發電。」據馮路橋介紹，她發明的這個裝置能將低頻拉伸運動轉換成轉子的高頻旋轉摩擦運動，從而得到較高的輸出功率。

在談起在研究中的收穫和經驗時，馮路橋表示，一定要要多學習別人的經驗。有一次她的裝置不知道怎麼就壞了，但是卻找不到原因。「那段時間，我特別苦惱，因為研究一直沒有進展。」馮璐橋說，每次她在做實驗時她都會用酒精給設備消毒，後來她上網查資料無意間發現，設備上的材料是溶於酒精的。

據馮璐橋介紹，目前該裝置已經在血糖儀等設備上進行了成功實驗，接下來她將繼續研究如何用於可穿戴設備。

圖像識別智能垃圾桶

讓垃圾自動分類

小小發明者演示智能垃圾桶

日常生活中，垃圾分類的概念已經比較普及，但效果卻未盡人意。來自廣州市執信中學的學生趙子蕙發明了一款基於Google人工智慧圖像處理的自動分類垃圾桶，能夠對塑料、金屬、廢舊紙張等垃圾進行自動識別、分類放置。

「很多人並不是沒有垃圾分類的概念，而是不知道去如何分類。」趙子蕙說，在一次環保夏令營活動中，她和同學們一起到周邊調研時發現，很多居民並不清楚垃圾的具體分類，大多數居民仍然是將生活垃圾任意投放，這給回收造成了一定的麻煩。

能不能發明一個可以自動將垃圾分類的垃圾桶，讓人們更加的方便，也讓垃圾的回收處理更加的容易？有了這個想法後，趙子蕙便上網查閱相關的資料，在了解到google人工智慧識別圖像處理裝之後，她決定基於此發明一款智能垃圾桶。

記者在現場看到，將垃圾投入垃圾桶後，內置攝像頭會啟動拍攝採集圖像，處理器在對圖片進行解析後做出垃圾類別判斷，之後下方的控制舵機將開啟相應的垃圾口使垃圾準確分類。「目前我發明的這個裝置可用於校園的小賣部，識別率可達80%。」趙子蕙說。

德國中學生髮明

智能眼鏡暗化光線

Adrien Jathe展示智能眼鏡

駕駛時陽光反射會對眼睛帶來較大刺激，存在安全隱患。德國的16歲學生Adrien Jathe注意到這一現象，並研究出一種融入光定向暗化技術的智能眼鏡。

這種光定向暗化技術能選擇性地使明亮且耀眼的光源瞬間變得很柔和自然，僅60毫秒就能完成暗化過程。他解釋，這種超短的暗化過程是通過巧妙地應用半透明光能電池和液晶系統組合成高度密集的結構來實現的。

Adrien Jathe展示了智能眼鏡，其中蜂巢狀的眼鏡結構是「暗化」技術的關鍵之一，「這種由微小的六方形結構組成的毫米級薄技術，可以引導光線並阻止光線散射。」

本屆大賽評委丁大勇表示，在比賽期間，能感受到全國青少年學生對科技創新的思考與熱情。在他看來，學生參賽的熱情度高漲，也不乏讓人眼前一亮的作品出現。「青少年科技創新大賽為學生提供了一個交流展示的平台，通過比賽，不僅能讓學生深入體會如何用學到的知識做探索，還能提高他們用已有知識解決實際問題的能力。」丁大勇說。

第33屆全國青少年科技創新大賽由由中國科協、教育部、科技部等九部委和重慶市政府共同主辦，重慶市科協等單位聯合承辦。本屆大賽的國際化水平顯著提升，參賽國別和人數規模創歷史新高，已經成為亞洲區域規模最大、參賽國別最多的青少年科技類競賽活動。

重慶市科協相關負責人表示，本屆大賽還與即將在重慶舉行的首屆智博會緊密銜接，立足現在、放眼未來，從青少年抓起、從科技創新抓起，發現和培養一批具有科研潛質和創新精神的青少年科技創新後備人才，將激勵更多的青少年投身創新創業大軍。

來源：科技日報 文中圖片由作者提供

編輯：劉義陽

審核：王小龍

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