顧思哲和“拍立付”

劉穎穎

開場白

“顧思哲，你又得獎了！”

得知科創(chuàng)項(xiàng)目“拍立付——校園食堂智能計價付費(fèi)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)”（以下簡稱“拍立付”）榮獲上海市優(yōu)秀發(fā)明選拔賽金獎時，指導(dǎo)老師陸廣琴激動地第一時間向小顧報喜。雖然這不是顧思哲第一次得獎，但對于陸廣琴來說，自己的愛徒得獎，多少次都值得慶賀。

顧思哲在陸廣琴的眾多愛徒中顯得特別出挑，短短兩年時間，“拍立付”課題經(jīng)過不斷深入，不僅獲上海市青少年科技創(chuàng)新大賽創(chuàng)新成果二等獎、參展第六屆中國（上海）國際技術(shù)進(jìn)出口交易會，還曾榮獲第十三屆上海未來工程師大賽“F1機(jī)器人賽車”項(xiàng)目一等獎、上海市青少年創(chuàng)新能力展示活動“創(chuàng)意風(fēng)暴”項(xiàng)目一等獎、第35屆頭腦奧林匹克創(chuàng)新大賽上海賽區(qū)高中組第一名、上海市未來工程師大賽“AI時代”項(xiàng)目二等獎、上海市青少年物理實(shí)驗(yàn)競賽三等獎、第39屆世界頭腦奧林匹克中國區(qū)決賽二等獎，算是個實(shí)實(shí)足足的“得獎專業(yè)戶”。

誰能想到，這樣一個科創(chuàng)大賽“得獎專業(yè)戶”居然在高中之前連編程都沒有學(xué)過。

初涉編程

顧思哲的小學(xué)、初中都在金山區(qū)張堰鎮(zhèn)就讀。和上海城區(qū)相比，這個郊區(qū)里的郊區(qū)顯得有些落后，學(xué)校資源自然也不豐厚，根本沒有開設(shè)單片機(jī)、編程之類的信息學(xué)課程條件。

考入金山中學(xué)后，顧思哲才真正開始認(rèn)識編程，這個認(rèn)識的起源亦由好奇而來。他聽說陸廣琴老師開設(shè)的“科技與創(chuàng)新”拓展課有機(jī)器人能“玩”，便果斷加入。沒想到機(jī)器人并不是那么“容易玩”，它需要扎實(shí)的物理、信息學(xué)知識。好在顧思哲向來就好鉆研，一頭扎進(jìn)書堆，對單片機(jī)自動控制、智能機(jī)器人編程等內(nèi)容一絲不茍地學(xué)習(xí)與探索。

這么學(xué)了一學(xué)期后，顧思哲被選去參加第十三屆上海未來工程師大賽，憑借扎實(shí)的物理學(xué)基礎(chǔ)和良好的編程，一舉奪下了F1機(jī)器人賽車項(xiàng)目第一名。作為一名“新手選手”，他的表現(xiàn)非常優(yōu)異。要知道這里面所有項(xiàng)目都有現(xiàn)場制作和設(shè)計的要求，非常考驗(yàn)學(xué)生動手創(chuàng)造以及主動運(yùn)用知識解決問題的能力。

首戰(zhàn)告捷，顧思哲收獲了勝利的喜悅。事實(shí)上，他對于各種自動控制編程方法和傳感器的性質(zhì)的深入了解與知識技能積累，也助力了他之后的創(chuàng)新之旅。

他的第一個創(chuàng)新課題就來源于身邊。他和同伴發(fā)現(xiàn)人們在使用水龍頭后，經(jīng)常會忘記關(guān)閉，“能不能運(yùn)用所學(xué)知識設(shè)計一套自動化關(guān)水龍頭系統(tǒng)呢”？在陸廣琴老師的指導(dǎo)下，“基于單片機(jī)家用水龍頭未關(guān)閉檢測及自動關(guān)閉裝置”問世了。這套裝置利用單片機(jī)和傳感器，就能完成自動檢測和關(guān)閉水龍頭，可以有效減少水資源浪費(fèi)。最終，憑借出彩的創(chuàng)意榮獲金山區(qū)節(jié)水小能手“最強(qiáng)創(chuàng)意”發(fā)明大賽一等獎。

回看這個給他第一個一等獎的作品，顧思哲并不是特別滿意，“這個方法實(shí)在太簡單了，只用一個舵機(jī)就能把水龍頭掰正。如果再來一次，我可能不會那么設(shè)計”。成績屬于過去，顧思哲更愿意多琢磨自己的項(xiàng)目，看向未來。

撬開疑問

課題的研究當(dāng)然不會一直一帆風(fēng)順，但對顧思哲來說，有難點(diǎn)就有挑戰(zhàn)，才更有意思。

記得高一暑假，顧思哲參加了在金山區(qū)廊下鎮(zhèn)組織的關(guān)于新農(nóng)村發(fā)明的夏令營。營員們被要求設(shè)計一款有利于農(nóng)業(yè)的小發(fā)明。他所在的小組打算做一個自動摘桃器，這個項(xiàng)目要在四五天內(nèi)全部完成。起初，他們設(shè)想機(jī)器需要一個攝像頭、一個機(jī)械手、一輛運(yùn)載車，但要將這一系列的零部件湊到一起，已經(jīng)是一件非常復(fù)雜而困難的事情了。于是，顧思哲換了個角度，精簡！取消移動和摘取的任務(wù)，不一定非要摘下來，能夠識別出桃子就行！最后的成品只保留了一個攝像頭，但是對攝像頭的要求還是非常高，在程序上還要對攝像頭進(jìn)行灰度處理。它要能夠?qū)μ易宇伾M(jìn)行過濾，判斷哪些是成熟的桃子、哪些是沒成熟的、如何分辨青色的桃子和綠葉？及時矯正思路讓他少走了許多彎路。

在研究“拍立付”這一課題時更是困難重重。

發(fā)現(xiàn)課題是源于一次同學(xué)的抱怨。有同學(xué)抱怨食堂扣錯了他的菜價，于是，顧思哲仔細(xì)觀察食堂，發(fā)現(xiàn)窗口工作人員在進(jìn)行高密度、長時間的計價工作后，容易精神疲勞、壓力增大，在這種情況下，工作人員并不能非常準(zhǔn)確地完成此項(xiàng)工作，算錯價格的現(xiàn)象時有發(fā)生。他決心通過自己所學(xué)習(xí)的知識來探索改變這樣的現(xiàn)狀。

事實(shí)上，人臉識別系統(tǒng)扣款裝置早已問世，但這樣的扣款并不能為窗口工作人員減輕負(fù)擔(dān)，他們還是需要計算菜價。顧思哲的構(gòu)思則很巧妙，他準(zhǔn)備將“人臉識別”和“根據(jù)餐盤幾何形狀確立菜價”兩項(xiàng)功能結(jié)合起來，讓系統(tǒng)根據(jù)你拿取的餐盤幾何特征判斷這盤菜價值多少，再根據(jù)人臉識別就進(jìn)行精準(zhǔn)扣款，真正讓扣款更輕松。

為了實(shí)現(xiàn)這一功能，顧思哲要補(bǔ)充許多學(xué)校老師分學(xué)科教學(xué)教不到的內(nèi)容。他需要搭建一套軟硬件系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)功能，需要用到圖像處理、人臉識別？、語音識別多個方向的有關(guān)知識。面對陌生的Visual？ Studio、C++、PHP編程語言和平臺，他唯有不斷學(xué)習(xí)嘗試。為此，他主動提出每周末和寒暑假去金山區(qū)青少年活動中心的科技與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行額外的課題研究工作。有時為了解決一個技術(shù)問題，他會在實(shí)驗(yàn)室待到深夜十一二點(diǎn)才離開。

最終，他成功地實(shí)現(xiàn)了基于人臉識別和餐盤幾何特征識別的高效智能計價付費(fèi)系統(tǒng)。由于是從外網(wǎng)引入了開源的人臉識別軟件，之前做的許多工作仿佛成了無用功。對此，顧思哲卻有著自己的理解，“雖然耗費(fèi)了許多精力，最后都沒有派到用場，但是我覺得這也是一個鍛煉的過程，說不定掌握的一些技能同樣能在以后派上用場”。

后來，這一課題被推舉加入上海市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化，經(jīng)過半年多的孵化、路演培訓(xùn)，“拍立付”課題逐漸成長為一個有商業(yè)意義的項(xiàng)目，登上了2018年第六屆中國（上海）國際進(jìn)出口交易會的舞臺，并得到了專家和社會大眾的贊許。

隱形翅膀

“科創(chuàng)小達(dá)人”光環(huán)的背后是艱辛的付出和一次次失敗后的堅持，同時，家人和導(dǎo)師也在顧思哲身后張開了隱形的翅膀，用他們獨(dú)特的方式呵護(hù)陪伴著他。

在顧思哲眼中，父母不茍言笑，經(jīng)常掛在嘴邊的一句話便是，“搞科創(chuàng)沒問題，只要別把主課成績落下”，顯得有些冷冰冰。其實(shí)，父母只是不善表達(dá)，他們一直用行動在默默支持著他：高一剛剛加入拓展課，聽說搞機(jī)器人需要電腦，二話不說就買了一臺筆記本回來；后來又怕舊筆記本性能不夠好，一年后又買了一臺回來。對于一個農(nóng)村家庭來說，兩年里買兩臺電腦并不是一件容易的事。

指導(dǎo)老師陸廣琴則是用愛與善良教育著每一位學(xué)生。她非常了解顧思哲善于研究的個性，經(jīng)常與他探討，指引他確定課題研究方向。“我更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主性，要讓他們主動學(xué)習(xí)、主動認(rèn)知；發(fā)揮自己的創(chuàng)造性，從不同角度去思考和處理問題，培養(yǎng)綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。”在陸廣琴看來，科技創(chuàng)新可以架構(gòu)學(xué)生終身發(fā)展的橋梁，它不僅可以提升學(xué)生的知識能力，開導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新思維，更為學(xué)生提供了一種關(guān)注社會生活、幫助他人，樂于奉獻(xiàn)社會的素質(zhì)教育模式。“課題的創(chuàng)新點(diǎn)在哪里，課題思路如何設(shè)計，如何查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料以及課題報告的科學(xué)范式，這些都是孩子們應(yīng)該了解和體會的。”看著顧思哲每個周末不論刮風(fēng)下雨都來到青少年活動中心的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作，她便知道這是棵“好苗”。

唯有熱愛，才能堅持。堅持，是從事科研工作的基本素質(zhì)。

如今，結(jié)束高考的顧思哲如愿收到了他心儀的上海科技大學(xué)錄取通知書。這是所低調(diào)的研究型高校，有著強(qiáng)大的導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)，本科階段就實(shí)行雙語教學(xué)，執(zhí)行導(dǎo)師制，這些特色都非常適合顧思哲。

“既然熱愛，我就想在研究的這條道路上好好走下去。”對于未來，顧思哲充滿希望。