深圳7名小學生發(fā)明獲國家專利 解決垃圾分類一難題

發(fā)布時間：2019-7-16來源：南方日報點擊：返回列表

       深圳市南方科技大學教育集團（南山）實驗一小的小創(chuàng)客發(fā)明的“智能垃圾桶”獲國家專利。朱洪波 攝

       “請告訴我，垃圾是什么？我?guī)湍蜷_垃圾桶。”

       “蘋果核！”

       語罷，智能分類垃圾箱中廚余垃圾桶的蓋子自動打開。

       日前垃圾分類問題引發(fā)大眾關(guān)注。事實上，早在2016年，深圳市南方科技大學教育集團（南山）實驗一?。ㄏ路Q“南科大實驗一小”）的7名三年級小創(chuàng)客，就為垃圾分類提供了解決方案。他們發(fā)明的“智能垃圾桶”，只要說出垃圾的名字，相對應(yīng)的垃圾桶就會自動打開。這款“一種新型旋轉(zhuǎn)分類垃圾桶”，在2018年還順利拿下國家實用新型專利證書。目前，團隊還在進一步完善升級相關(guān)APP，以應(yīng)對不同城市的垃圾分類標準，且已經(jīng)有垃圾桶生產(chǎn)廠家洽談專利購買。

       從創(chuàng)意到產(chǎn)品，這些小創(chuàng)客們有怎樣的故事？他們又為何會對發(fā)明創(chuàng)造如此感興趣？

       創(chuàng)意緣起 如何給小區(qū)垃圾快速分類？

       任泊丞是團隊的小隊長，與父母住在中興人才公寓。9歲時他細心地發(fā)現(xiàn)，公寓每層樓都有固定的垃圾堆放點，但大包小包的垃圾全部積累在一起，并未分類。小區(qū)花園的垃圾桶也只有可回收與不可回收兩種選擇。如何才能快捷方便地給垃圾分類？任泊丞將該疑問帶進了學校的社團課。

       在老師葛芳芳的帶領(lǐng)下，任泊丞與張灝宇、楊林鋒、郭晉平、郭晉安、陳慧琳、劉子睿組成了七人的創(chuàng)客團隊。經(jīng)過頭腦風暴，他們產(chǎn)生制作“智能垃圾桶”的想法，“人們把整包垃圾扔到一個垃圾桶中，垃圾桶自動識別垃圾，并將它們運送到不同的隔間。有了這樣一個垃圾桶，垃圾分類問題就能解決啦！”

       將創(chuàng)意變成現(xiàn)實，并非容易之事。如何給智能垃圾桶做分類？團隊成員們每人收集家里一星期產(chǎn)生的生活垃圾進行觀察，通過收集資料和實踐分類，他們最終確定了“智能垃圾桶”的4種分類：可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾、其他垃圾。但問題又來了，如何識別垃圾的種類和大小？實驗前期，任泊丞提出利用紅外線來識別打開特定的垃圾箱，“可這樣對空間有很高的要求，樓道的位置根本不夠。”

       他們沒有被困難擊退，在冷靜思考后，決定通過iPad來識別垃圾。“我們一開始設(shè)想通過形狀識別，也嘗試了顏色識別，結(jié)果都失敗了。后來在老師的啟發(fā)下，我們使用語音識別，而且建立了垃圾的名稱庫，這樣就可以識別各種不同的垃圾了！”郭晉平說。

       之后，隊員們用3D打印技術(shù)將構(gòu)想進行建模，最后在老師的幫助下，制作出“智能垃圾桶”。每個垃圾桶上都有一個芯片作為信號接收裝置，點擊iPad上的APP，它會進行語音提示：“請告訴我，垃圾是什么？我?guī)湍蜷_垃圾桶。”然后輸入語音，系統(tǒng)識別垃圾類型，iPad通過藍牙向垃圾桶發(fā)出指令，對應(yīng)的垃圾桶就會打開。

       研發(fā)過程 七個小伙伴各展所長

       “智能垃圾桶”從創(chuàng)意構(gòu)思到最后作品完成，經(jīng)歷了1個月的時間。7名學生各展所長，進行緊密配合，完成了繪制草圖、搭建垃圾桶、建立數(shù)據(jù)庫、設(shè)計APP等一系列工作。

       “當時我們希望垃圾桶是全自動的，拉開蓋子的程序很容易做，但要讓它識別垃圾已經(jīng)進入桶里，并且在投放后關(guān)上蓋子，這個程序有點難，困擾了我們很久。”任泊丞表示，“智能垃圾桶”從創(chuàng)意到產(chǎn)品的實現(xiàn)過程中，每個環(huán)節(jié)都遇到一些難題，但他們通過思維導圖，將問題進行分解，然后各司其職，最終將創(chuàng)意變成現(xiàn)實。

       任泊丞在團隊中主要負責編程工作。他的父母都是工程師，受家庭的影響，任泊丞從小就對編程產(chǎn)生濃厚興趣。進入學校后，在老師的帶領(lǐng)下，他一年級就開始學習編程；郭晉平與郭晉安是一對龍鳳胎兄妹，在團隊中主要負責將創(chuàng)意進行補充、完善，他們的父親是產(chǎn)品經(jīng)理，經(jīng)常會帶回一些機器人玩具和零件，鍛煉了他們的動手能力；陳慧琳性格外向，在團隊中負責總規(guī)劃；劉子睿負責材料與工具。

       2017年，7名學生帶著他們以“智能垃圾桶”編排的《綠色風暴》節(jié)目，登上了央視少兒《看我七十二變》舞臺，向全國觀眾宣傳垃圾分類，展示團隊發(fā)明創(chuàng)造——“智能垃圾桶”。2018年4月，該發(fā)明“一種新型旋轉(zhuǎn)分類垃圾桶”正式獲得國家實用新型專利認證。

       葛芳芳老師介紹，目前，在老師指導下，團隊正在對APP進行完善、升級，希望可以建立一個共享數(shù)據(jù)庫，由用戶共同上傳更新數(shù)據(jù)，以應(yīng)對不同城市的垃圾分類標準，“APP已初步設(shè)置了普通話、粵語、英語三種語言，甚至已經(jīng)有垃圾桶生產(chǎn)廠家找來談專利購買。”

       創(chuàng)意舞臺 科技教育提升學生創(chuàng)造意識

       如今，7名團隊成員已經(jīng)進入五年級，他們的創(chuàng)意和想法并沒有止步于“智能垃圾桶”。任泊丞還在探索智能禮盒、可折疊性的書包。郭晉平產(chǎn)生了環(huán)保拐杖與智能安全門的想法。

       為何小學生懂那么多知識，還對發(fā)明創(chuàng)造感興趣？南科大實驗一小校長張帆介紹，學校開辦以來，一直堅持創(chuàng)新教育，而且利用身在大學城片區(qū)的資源優(yōu)勢，大力發(fā)展科技教育。比如會邀請中科創(chuàng)造力實驗室團隊的老師會為學生帶來社團課程，不定期邀請南方科技大學、中科先進院、清華大學深圳研究生院、北京大學深圳研究生院、哈工大（深圳）等高校教授進校園，為學生帶來科技等專題講座。還會邀請南科大在校大學生參與到校園社團課程，為孩子們帶來不一樣的課程體驗。

       小學生能聽懂教授們講的課嗎？“一點都不難！”郭晉平介紹，教授們講的內(nèi)容是他們在課堂上沒學過的知識，而且有很多互動游戲。比如水中救援一課，教授們就將急救設(shè)備帶進了教室，十分有趣。

       在南方科技大學教育集團總校長湯佳宏看來，教育的意義在于真正豐富學生的知識面，拓展學生的視野，讓創(chuàng)新走進校園，讓科研走近學生，讓學生邁向世界。（唐小艷 石磊）

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