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深圳7名小学生发明获国家专利 解决垃圾分类一难题

发布时间：2019-7-16来源：南方日报点击：返回列表

       深圳市南方科技大学教育集团（南山）实验一小的小创客发明的“智能垃圾桶”获国家专利。朱洪波 摄

       “请告诉我，垃圾是什么？我帮您打开垃圾桶。”

       “苹果核！”

       语罢，智能分类垃圾箱中厨余垃圾桶的盖子自动打开。

       日前垃圾分类问题引发大众关注。事实上，早在2016年，深圳市南方科技大学教育集团（南山）实验一小（下称“南科大实验一小”）的7名三年级小创客，就为垃圾分类提供了解决方案。他们发明的“智能垃圾桶”，只要说出垃圾的名字，相对应的垃圾桶就会自动打开。这款“一种新型旋转分类垃圾桶”，在2018年还顺利拿下国家实用新型专利证书。目前，团队还在进一步完善升级相关APP，以应对不同城市的垃圾分类标准，且已经有垃圾桶生产厂家洽谈专利购买。

       从创意到产品，这些小创客们有怎样的故事？他们又为何会对发明创造如此感兴趣？

       创意缘起 如何给小区垃圾快速分类？

       任泊丞是团队的小队长，与父母住在中兴人才公寓。9岁时他细心地发现，公寓每层楼都有固定的垃圾堆放点，但大包小包的垃圾全部积累在一起，并未分类。小区花园的垃圾桶也只有可回收与不可回收两种选择。如何才能快捷方便地给垃圾分类？任泊丞将该疑问带进了学校的社团课。

       在老师葛芳芳的带领下，任泊丞与张灏宇、杨林锋、郭晋平、郭晋安、陈慧琳、刘子睿组成了七人的创客团队。经过头脑风暴，他们产生制作“智能垃圾桶”的想法，“人们把整包垃圾扔到一个垃圾桶中，垃圾桶自动识别垃圾，并将它们运送到不同的隔间。有了这样一个垃圾桶，垃圾分类问题就能解决啦！”

       将创意变成现实，并非容易之事。如何给智能垃圾桶做分类？团队成员们每人收集家里一星期产生的生活垃圾进行观察，通过收集资料和实践分类，他们最终确定了“智能垃圾桶”的4种分类：可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾、其他垃圾。但问题又来了，如何识别垃圾的种类和大小？实验前期，任泊丞提出利用红外线来识别打开特定的垃圾箱，“可这样对空间有很高的要求，楼道的位置根本不够。”

       他们没有被困难击退，在冷静思考后，决定通过iPad来识别垃圾。“我们一开始设想通过形状识别，也尝试了颜色识别，结果都失败了。后来在老师的启发下，我们使用语音识别，而且建立了垃圾的名称库，这样就可以识别各种不同的垃圾了！”郭晋平说。

       之后，队员们用3D打印技术将构想进行建模，最后在老师的帮助下，制作出“智能垃圾桶”。每个垃圾桶上都有一个芯片作为信号接收装置，点击iPad上的APP，它会进行语音提示：“请告诉我，垃圾是什么？我帮您打开垃圾桶。”然后输入语音，系统识别垃圾类型，iPad通过蓝牙向垃圾桶发出指令，对应的垃圾桶就会打开。

       研发过程 七个小伙伴各展所长

       “智能垃圾桶”从创意构思到最后作品完成，经历了1个月的时间。7名学生各展所长，进行紧密配合，完成了绘制草图、搭建垃圾桶、建立数据库、设计APP等一系列工作。

       “当时我们希望垃圾桶是全自动的，拉开盖子的程序很容易做，但要让它识别垃圾已经进入桶里，并且在投放后关上盖子，这个程序有点难，困扰了我们很久。”任泊丞表示，“智能垃圾桶”从创意到产品的实现过程中，每个环节都遇到一些难题，但他们通过思维导图，将问题进行分解，然后各司其职，最终将创意变成现实。

       任泊丞在团队中主要负责编程工作。他的父母都是工程师，受家庭的影响，任泊丞从小就对编程产生浓厚兴趣。进入学校后，在老师的带领下，他一年级就开始学习编程；郭晋平与郭晋安是一对龙凤胎兄妹，在团队中主要负责将创意进行补充、完善，他们的父亲是产品经理，经常会带回一些机器人玩具和零件，锻炼了他们的动手能力；陈慧琳性格外向，在团队中负责总规划；刘子睿负责材料与工具。

       2017年，7名学生带着他们以“智能垃圾桶”编排的《绿色风暴》节目，登上了央视少儿《看我七十二变》舞台，向全国观众宣传垃圾分类，展示团队发明创造——“智能垃圾桶”。2018年4月，该发明“一种新型旋转分类垃圾桶”正式获得国家实用新型专利认证。

       葛芳芳老师介绍，目前，在老师指导下，团队正在对APP进行完善、升级，希望可以建立一个共享数据库，由用户共同上传更新数据，以应对不同城市的垃圾分类标准，“APP已初步设置了普通话、粤语、英语三种语言，甚至已经有垃圾桶生产厂家找来谈专利购买。”

       创意舞台 科技教育提升学生创造意识

       如今，7名团队成员已经进入五年级，他们的创意和想法并没有止步于“智能垃圾桶”。任泊丞还在探索智能礼盒、可折叠性的书包。郭晋平产生了环保拐杖与智能安全门的想法。

       为何小学生懂那么多知识，还对发明创造感兴趣？南科大实验一小校长张帆介绍，学校开办以来，一直坚持创新教育，而且利用身在大学城片区的资源优势，大力发展科技教育。比如会邀请中科创造力实验室团队的老师会为学生带来社团课程，不定期邀请南方科技大学、中科先进院、清华大学深圳研究生院、北京大学深圳研究生院、哈工大（深圳）等高校教授进校园，为学生带来科技等专题讲座。还会邀请南科大在校大学生参与到校园社团课程，为孩子们带来不一样的课程体验。

       小学生能听懂教授们讲的课吗？“一点都不难！”郭晋平介绍，教授们讲的内容是他们在课堂上没学过的知识，而且有很多互动游戏。比如水中救援一课，教授们就将急救设备带进了教室，十分有趣。

       在南方科技大学教育集团总校长汤佳宏看来，教育的意义在于真正丰富学生的知识面，拓展学生的视野，让创新走进校园，让科研走近学生，让学生迈向世界。（唐小艳 石磊）

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