洗蝦好幫手
——基于人工智能的快樂高效環保洗龍蝦機器人

◆湖南省南縣第一中學 劉家豪

我的家鄉南縣是著名的“中國生態小龍蝦之鄉”，小龍蝦個大體長，烹制后殼色鮮紅，肉色白嫩，口感較好，深受人們的喜愛。可是，吃蝦容易洗蝦難。用刷子刷是人們清洗小龍蝦最常用的方法，這種方法不但浪費水，而且效率低，還易被蝦鉗夾傷。有些不法商家為了追求經濟效益，甚至用洗蝦粉洗龍蝦，危害人們的身體健康。

能否制作一個自動清洗小龍蝦的機器人？在老師的鼓勵和幫助下，我開始了探究。

我在網上查找資料后發現，充足的浸泡吐垢、高效殺菌、物理沖刷是清洗小龍蝦的重要方式。為了解決人工清洗效率低、易被蝦鉗夾傷的問題，我將工程學知識與信息技術結合，設計了一種基于人工智能的快樂高效環保洗龍蝦機器人。

一、設計要求

（一）環保

利用臭氧、超聲波、高壓氣泡等進行清洗。

（二）高效

利用智能化機械設備替代人工清洗。

（三）快樂清洗

快樂清洗是本項目的一個重要特色。利用智能化機械設備實現邊洗龍蝦，邊播放音樂或視頻，讓洗蝦成為一件快樂的事。

（四）智能化

利用單片機或Arduino芯片、無線傳感器、攝像頭、音視頻播放器、藍牙模塊、智能終端等，結合程序設計指令達到智能化操作的目標。

二、結構構成

本項目主要由電子電路控制系統、音視頻播放系統、遠程攝像控制系統、無線傳輸系統、多重清洗系統等組成。

圖1 智能化環保龍蝦清洗裝置結構示意圖

三、工作流程

基于人工智能的快樂高效環保洗龍蝦機器人工作流程如下。

（一）浸泡

把待清洗的龍蝦放入儲蝦區浸泡一段時間，讓龍蝦吐出體內的穢物。傳感器感知水質變化，提醒人們及時換水。

（二）消毒

臭氧發生器開啟，對龍蝦進行殺菌消毒。

（三）首輪清洗

輸送裝置把龍蝦運送到清洗區一，氣泡發生器、高壓噴淋系統開啟，清洗龍蝦。

（四）第二輪清洗

從清洗區一將龍蝦運送到離心毛刷清洗區，進行第二輪物理清洗。

（五）第三輪清洗

將龍蝦運送到超聲波清洗區，超聲波發生器啟動，進行第三輪清洗。

（六）運輸到成品區

通過遠程程序控制加換水水泵，實現自動加水、換水。多次清洗結束后，龍蝦被運送到成品區。

四、制作過程

基于人工智能的快樂高效環保洗龍蝦機器人所需的主要制作材料如表1。

表1 主要制作材料

圖2 制作基于人工智能的快樂高效環保洗龍蝦機器人

裝置制成后，按設計流程對其進行了測試，各個功能部件運轉正常，洗蝦效果較好，達到了設計的目標。

五、創新點

（一）在研究小龍蝦衛生狀況的基礎上，針對小龍蝦人工清洗效率低、清洗者易被夾傷等問題，提出基于人工智能的快樂高效環保洗龍蝦機器人的創意，并設計制作出模型，為高效、環保地清洗小龍蝦提供了新思路。

（二）該項目對南縣特色經濟的發展有一定的促進作用，研究成果對全國其他地區也有一定的參考價值。

圖3 基于人工智能的快樂高效環保洗龍蝦機器人實物圖

作者心聲

本項目從創意提出到模型完成歷時半年多。感謝父母對我開展科技創新活動的理解和支持，感謝南縣小龍蝦協會工作人員為本課題的研究提供咨詢，感謝洪偉、唐善軍、陳世中等老師提供的指導。通過對本項目的研究與設計，我的創新思維能力、動手實踐能力都得到了鍛煉，本項目中的實驗活動也讓我懂得了實驗在科技創新中的重要性。

在這次學習探索中，我收獲了成功的喜悅和極大的自信心，今后我將勇于表達自己的想法并積極開展探索與實驗，為人民的幸福生活，為社會的不斷發展，為國家的強盛貢獻自己的力量！

專家點評

湖南省南縣第一中學劉家豪同學設計的基于人工智能的快樂高效環保洗龍蝦機器人，是一件基于本地餐飲需要的發明項目。

這項發明的完成，首先體現了劉家豪同學熱愛家鄉、想為家鄉的發展出力的情懷。

其次，體現了他良好的創新意識——能發現問題并有解決問題的心理。生活中，他發現小龍蝦的清洗工作費時費力，于是基于餐飲業對小龍蝦的需求，選定了這個課題。

再次，充分體現了他技術應用與跨學知識解決問題的綜合能力。

尤為值得贊賞的是，這個項目的研究過程與文本的呈現，都體現出師生對科學探索與相關知識產權的尊重，基本達到了《青少年科技實踐活動規范指南（試行）》中“ 遵紀守法，弘揚科學精神”的要求，即“研究過程規范、研究方式規范、資源運用規范、研究結果規范、學術引文規范”等。