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向上吧,少年

2022-12-31 00:00:00張珂
少年博覽·初中版 2022年10期

圓圓的腦袋、機械的動作、發(fā)聲時常伴有“滋滋”的電流聲,這是大家印象中的智能機器人。它們之所以能做出各種動作,離不開機器人編程的支持。

但在阜陽市成效中學14歲少年李景泰的手中,編程不僅可以用在機器人身上,還可以應用到更多地方,例如讓窗戶擁有“手臂”,自主開窗、關窗;讓笨重的大門擁有“感知能力”,自動測量人的體溫、心率。

是不是很神奇?

為普通的家用電器編寫算法、賦予“智能大腦”,幫助人們解放雙手,這就是獲得2020年青少年虛擬機器人在線體驗活動編程高手獎、2020年世界機器人大賽——青少年機器人設計大賽華東賽區(qū)二等獎、第四屆全國青少年人工智能創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽二等獎等榮譽的李景泰,正在進行的研究。

李景泰的科技探索,起源于三年級的一個周末。

那天,他和爸爸一起去市科技館,看到了各種形態(tài)的機器人,不禁產生了好奇。看著看著,他忽然想起曾經收到的一份禮物——物理電學實驗盒。

一回到家,李景泰就把物理電學實驗盒翻了出來。實驗盒分為上下兩層,上層由開關、電池、導線和燈泡組成,下層配備了電壓表、電流表以及傳感器裝置。琢磨了好半天,他終于弄懂了原理,對其中的傳感器裝置非常感興趣,因為他由此想到和機器人相關的知識:人類依靠視覺、嗅覺等感知世界,機器人則是通過傳感器,而傳感器的運行又需要機器人編程的支持——編程能決定機器人接收到傳感器的反饋后,在何時何地做出何種動作。

當物理電學實驗盒頂端的燈泡亮起,那瞬間迸發(fā)的光芒,點亮了少年心中的機器人之夢。

李景泰從學習機器人的搭建開始。和他想象的不同,搭建機器人并不像堆積木一樣組裝“小人”,而是要利用細小的螺母,將帶有小洞的鋁型材一一銜接好。李景泰想要將物體搭建牢固,必須學習中學物理知識,了解搭建模型的原理、作用。復雜的公式和繁瑣的知識點,充斥著10歲小孩的大腦。僅上了一節(jié)課,他就倍感疲憊。

沿著放學的路走著,夏季悶熱的風將李景泰的心吹得更加煩躁。他有點自暴自棄地想:“放棄吧,太難了。”

“可是,說不定能成功呢?”心底的另一個聲音小聲地鼓勵。

最終,熱血擊敗猶豫,小小少年決定:再堅持一段時間!

這一堅持,就是兩年。兩年里,李景泰不斷重復著學習物理知識、拼裝鋁型材的過程。之后,他終于迎來了新的階段——機器人編程。在電腦上,他需要將操控機器人的模塊按照一定的代碼邏輯拼裝,組成編程模塊,再將模塊導入到機器人編程控制盒中,控制機器人的動作。

面對采訪,李景泰誠實地說:“這個過程比我想象中難。計算機語言由純代碼編寫,不容易理解,我要面對的信息太龐雜,有時候感覺自己會堅持不下去,想要放棄。”好在,家人的支持和自身的熱愛,最終讓李景泰堅持了下來。

中國青少年機器人競賽是李景泰征途的第一站,也是他第一次正式參加比賽。

李景泰設計了一個賽車模型,在車位巡線時,通過編程控制模型躲避障礙物,完成賽道上的任務。這次比賽,李景泰獲得了全國二等獎,但他害羞地說:“我沒有告訴朋友,畢竟只獲得二等獎,而且我有很多地方做得不夠好。”

“不夠好”的少年李景泰更加用功了。他會在電腦上將簡單的數學題通過編程語言變得復雜,或是將難解的數學題通過編程語言變得簡單,每次練習長達一個半小時。一年后,他終于走出“新手區(qū)”,將科技的視野轉向了生活的方方面面。

有一次,出門旅游的李景泰忘記關臥室窗戶。沒想到很快烏云翻滾,暴雨如注,等李景泰回到家,臥室已是一片狼藉。站在濕漉漉的地板上,他想,自己可不可以制作一扇能感應到天氣變化,實現自動開關窗的智能窗戶?

說做就做!李景泰琢磨了很久,決定用雪弗板搭建出一個簡易“房屋”,裁出長方形的孔作為房屋窗欄,再裁剪一塊雪弗板,與長齒條及電機相連,形成一扇簡易的窗戶。隨后,李景泰又在窗戶兩側安裝觸覺傳感器,在屋頂安裝雨量傳感器,實時監(jiān)測天氣情況。就這樣,一扇可以感知天氣變化,能自主開窗、關窗的智能窗戶完成了!

李景泰的這項發(fā)明,榮獲了2022年中國青少年科技創(chuàng)新獎。而這項大獎,也是鼓勵中國青少年科技創(chuàng)新活動的最高榮譽。直到這時,李景泰才表現出14歲孩童的模樣,開心地歡呼起來。

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