求新求變 創新不止

方郁芝 秦銀銀

用肉眼觀察光與物之間的交互可行嗎？山區急彎道路會車有怎樣的創新方案？野外溺水救援裝置如何及時施救？……2023年4月，第44屆湖南省青少年科技創新大賽在平江縣頤華學校拉開帷幕，來自各市州的小小“科學家”同臺競技，共同打造了一場精彩的科創盛宴。

本屆青少年科技創新大賽共收到全省14個市州選拔推薦參賽的單位和個人作品860件。經資格審查和初評，共評選出學生創新成果項目108個、科技教師項目43個參加終評決賽現場展示問辯活動，15個科技實踐活動項目和14個科學影像一等獎作品進行了公開展示。

每個創意，都可能蘊含著改變世界的力量。本屆大賽都有哪些“腦洞”大開的創意？一起來欣賞其中的高中生代表作品吧。

作品：植保區域鼠害分布圖測繪仿生飛行機器人

作者：長沙縣第一中學? ?楊豐屹

指導老師：段賢清? ?劉丹

我的家鄉長沙縣金井鎮栽種了上萬畝紅薯，每到收獲的季節，黃毛鼠便時時“造訪”，導致紅薯減產。為保障作物產量，我借助貓頭鷹仿生技術、無人機技術和人工智能圖像識別技術，研制了一款植保區域鼠害分布圖測繪仿生飛行機器人，測繪黃毛鼠的出行規律和分布情況，將數據通過物聯網傳送給相關部門，為現代化農業管理提供便利。

本裝置采用熱釋電紅外傳感器快速查找目標，根據圖像識別定位，通過人工智能組合技術定時巡航，繪制鼠害分布圖。通過物聯網實時傳輸數據，不僅能廣泛應用于現代大型農業基地的鼠害監測，還可用于監測與保護野生動物。

小編圈點：大數據讓黃毛鼠的出行規律和分布情況一覽無余，科學管理，它可是個好幫手。

作品：冬季閉鎖型光自養育苗裝置

作者：汨羅市職業中專學校27園（2）班? ?龍家琪? ?韓如意

指導老師：王向陽? ?唐愛梅? ?楊燦煌

我省秋冬季節降水連綿、低溫寡照，給蔬菜育苗帶來較大挑戰。為解決秋冬季果蔬育苗的難題，我們研制了一款冬季閉鎖型光自養育苗裝置。

該裝置采用隔熱絕緣泡沫板構建，能阻斷空間內外的熱量交換，實現物理隔絕，創造一個相對不受外界氣候影響的空間。生態隔絕是氣候生態因子的人工創造，能最大限度地減少外部環境的影響，實現農業生產的循環可持續性，通過生態技術達到生產的零排放，是一種可循環的農業生產模式。

小編圈點：呵護溫室里的幼苗，探索新的農業生產模式，他們在行動。

作品：光攝原理演示實驗裝置

作者：常德芷蘭實驗學校? ?丁琢恒

指導老師：張才友

人類能否用肉眼觀察到光與物之間的交互？本裝置基于激光聚集可形成光阱，微小物體受光壓作用被束縛在光阱處的設計原理，借助由激光發生器、超聲波振子、激光焦點位置標志針、菲涅爾透鏡等組成的實驗裝置，實現光攝效果，幫助大家直觀地觀察無形的光與有形之物間產生的交互現象。

小編圈點：將抽象的原理轉為直觀的現象，有趣又有益。

作品：基于平江旱期與油茶果期重疊的抗旱保墑措施的研究

作者：平江縣第二中學高一543班? ?朱智晗

指導老師：朱擁軍? ?趙勇? ?楊銀江

油茶多種植在丘陵山地，油茶果的生長周期長達13個月，茶樹坐果期如遇干旱，會嚴重影響果實的生長和油脂的轉化。如何抗旱增收，提升油茶的品質？

我提出一種山地等高截流、雨季階梯蓄水、旱季節水滴灌的調蓄保墑抗旱理念，利用蓄水池存儲地表水，通過控制閥經管網按需由高階梯向低階梯供水，且無需提供動力支持。這種方法在一定程度上改善了油茶樹的生長條件，減少水資源的無效流失，還能減少山體滑坡和泥石流等自然災害的發生。

小編圈點：山地抗旱蓄水“利器”，增產增收保水土。

作品：山區急彎道路會車預警系統

作者：永州市綜合職業中等專業學校? ?周博強? ?周陸翔? ?唐智康

指導老師：鄧惠君? ?鄧超玉? ?陳勇軍

山區急彎道路是交通事故的高發路段，人們通常會在急彎處安裝凸面鏡，幫助駕駛員擴大視野并判斷對面的來車情況。由于凸透鏡成的像較小，駕駛員觀察較吃力。我們制作了一款由太陽能電源、紅外線感應開關、PLC可編程序模塊、LED預警燈、車流狀況指示牌等組成的山區急彎道路會車預警系統，能預警前方來車與來人的情況，并顯示車輛所處的位置，以及兩輛車之間的距離。

小編圈點：智能時代，科技能更好地助力出行安全。

作品：基于人工智能的藕根子采收機器人

作者：南縣第一中學? ?楊駿奧

指導老師：洪偉? ?唐善軍? ?于義

藕根子是蓮的幼嫩根狀莖，也叫藕帶，是一種廣受人們喜愛的時令美食。當你正對藕根子的美味爽口回味無窮時，是否想過藕根子采摘工人的艱辛？我設計制作了基于人工智能的藕根子采收機器人，想減輕人們的工作量。

它主要通過各類軟硬件設備，可代替人工，實現全天候快、準、靈、穩的藕根子采收。

小編圈點：輕而易舉地摘得美味食材，人工智能還有什么不會的？

作品：松針茶柔性整形裝置

作者：益陽市箴言中學? ?周昱全? ?臧顥舒? ?段潔儀

指導老師：張鑫? ?溫佩芳? ?成亞菲

安化松針茶因其外形挺直、細秀，顏色翠綠，狀似松針葉而得名。除了取材嚴苛，安化松針茶對七道工序的制作過程也有嚴格的標準，其中尤以整形最嚴苛，整形也是決定松針茶品質的關鍵一步。

我們在以往松針茶制作經驗的基礎上，采用仿人手柔性揉搓茶葉成條的裝置完成整形環節，解決了整形環節人手揉搓耗時長、低溫灼傷人手的問題。此外，該裝置有加溫、恒溫功能，在揉搓松針茶過程中，隨著茶葉中含水量的不同，控制溫度軟化茶條以便成形。人工智能可改變靠經驗揉搓的傳統方法，為整形環節提供最有利的操作環境，還能縮短茶葉的整形時間，提高生產效率。

小編圈點：機器代替人工，讓傳承更有活力。

作品：基于藍牙三點定位的鄉村學生防溺水預警系統

作者：長沙市第一中學? ?蔡錦淮

指導老師：鐘文? ?羅琛? ?羅洪波

2022年暑假，我和父母在安化山區遇到了一起兒童溺水事故。這件事對我產生了極大的觸動。于是，我想探索一種可實時監測溺水事故并能及時預警的系統，希望能減少類似悲劇的發生。

該系統主要由定制校園卡、藍牙網關、Wi-Fi設備、云端服務器和防溺水預警終端組成。通過對學生現有的電子校園卡進行改進，使其具備藍牙標簽功能，并通過模擬“電子界樁”（藍牙網關）接收來自校園卡的藍牙信號，獲取學生的信息，利用藍牙信號強度實現三點定位。校園卡續航時間長，可結合在危險水域全方位布設藍牙網關，設計集成一套無監測盲區、實時監測與預警合一的防溺水預警系統。

小編圈點：希望這個系統早日得以應用，為鄉村學生保駕護航。

除此之外，本屆大賽還有為解決露營時食物制冷保鮮難題而設計的簡易制冷箱，為殘臂人士專門設計的智能背包雨傘，可及時對野外固定水域溺水者展開施救的智能救援裝置，針對非法電魚設計的微電流檢測報警裝置，等等。每件參賽作品無不體現了參賽選手求新求變的創新精神。

針對以上作品你還有哪些好的改進建議？歡迎給我們來信互動哦。

（欄目編輯? 方郁芝）