创造发明、机器人对决省实学子连获国内、国际科创大奖
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日前,第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛落下帷幕。广东实验中学两项作品在本届大赛萌芽赛道中获全国最高奖项——创新潜力奖。省实代表队成为全国大赛获奖成绩最好的队伍。而在由国家工信部、中国科协主办,中国电子学会承办的2021世界机器人大赛中,省实学子通过多轮比赛,以赛场对抗排名第一和答辩排名第一的成绩,获得VEX-EDR赛项总成绩第一名,摘得本届赛事高中组比赛的最高奖项——全能奖。  AI小车解决视听障碍者出行难题 第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛共有来自121个国家和地区的4347所院校、228万余个项目、956万余人次报名参赛,基本囊括了哈佛大学、麻省理工学院、牛津大学、剑桥大学等世界排名前100的大学。职教赛道共计2116院所、86万余个项目、330万余人次报名参赛。 

经过评审,省实高二年级张圣林、章茗雅、谢雨薇、陈垲圻、赵韫为、易新羽研发的科技项目《卧食宝——卧床人士流食智能喂食器》,高二年级周晨希、陈华伦、郑思志、何胤良、韩子健研发的科技项目《智引者——视听障碍者出行辅助AI小车》在本届大赛萌芽赛道中获全国最高奖项——创新潜力奖(全国仅20项)。“智引者”项目组在调研中发现,视听障碍者群体基数大且诱发病因多,而其有着正常出行和人际交往的需求,视听障碍者出行辅具市场巨大;视听障碍者触觉感知能力高于单方面障碍者和常人,但市面上缺乏能够用于同时具有视听障碍人士的出行辅具,且大部分产品忽视此类人群的共同特征——触觉灵敏和渴望与人进行人际交往的需求,而人工智能技术可有效助力视听障碍者出行。 

因此,基于产品设计的人性化、人情化、人际化的需求,秉承“以人为本”的设计理念,几位同学针对视听障碍者群体的出行需求和人际交往需求,研发出一套兼具安全性、精准性、语音与手部可交互性、配套家属端APP实时定位、性价比高的适合在室内外进行导航避障的AI导航小车,切实满足不同程度视听障碍者的出行安全与人际交往需要。团队成员周晨希介绍,“智引者”由AI导航小车及家属端APP组成。AI导航小车包括3个模块:导航避障模块可以通过激光雷达规划行驶路线,并在行驶过程中实时探测避障;语音交互模块可以进行语音识别和语音导航;触摸交互模块从视听障碍者触觉灵敏的生理特征出发,帮助其实现与小车和家人之间的信息传递。家属端APP则是家人获取视听障碍者位置的平台和发送对话信息的窗口。 经过不断测试和改进,产品整体使用效果良好,导航避障和信息交互功能能有效辅助视听障碍者出行和进行基本的人际交往。

“这个项目我们从高一入学就开始酝酿,到现在已经有一年多的时间了。”团队成员陈华伦告诉记者,虽然高中课业繁忙,但同学们例如周末、寒暑假等时间进行讨论、设计、制作、调试、修改,有时候甚至要忙到凌晨。“如巨石般的各种设计困难、技术困难、学习难点压得我们喘不过气来,但小组成员没一个气馁,一边互相开着玩笑,一边探寻着解决困难的途径。现在想来,那些日子很让人怀念。”陈华伦说。

智能喂食器帮助卧床人士进食《卧食宝——卧床人士流食智能喂食器》项目作为全国唯一高中科技项目代表,参加了第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛现场展示。“卧食宝”项目组发现,在人口老龄化进程加快、卧床人士数量多为老年人的背景下,流食器需求前景广阔、应用范围大,同时根据问卷调查和访谈得知流食器设备欠自动化,人工陪护耗时长等问题显著。因此,项目组研发出一套满足卧床人士使用的流食智能喂食器,并通过模块组合人性化地设计了半自动和全自动模式,能够满足不同情况卧床人士的流食进食需求。  

产品的流食输送保温模块实现流食的输送保温和调速调温;喂食口调位模块实现喂食位置的灵活调节;嘴型判断模块进一步提高产品的自动化水平;监测模块则关注卧床人士的身体状况。同学们的设计可谓贴心之制,他们还专门联系了卧床人士对产品进行试用,并根据他们和家属的意见,不断改进产品。产品测试结果显示:使用卧食宝进食,不仅可以提高进食的舒适度和自主性,提升卧床人士的生活质量,增强他们的自信心,更能减轻家人的陪护压力,减少家庭请护工的支出。团队成员谢雨薇表示,最初,“卧食宝”不过是项目成员一个模糊的创意,承载着大家希望生病卧床或者残障人士能够更舒适、更有自我能力地活着的愿景。在老师的帮助下,同学们一点一点地设计架构、实现功能、完善改进,这个模糊的创意在大家的努力下渐渐清晰起来,从想法变成了实物。“在这个过程中,我真切地感受到了‘科技创新改变生活’这句话的含义。”谢雨薇说。   

世界机器人大赛夺最高荣誉世界机器人大赛自2015年起已成功举办了6届,共吸引了全球20余个国家15万余名选手参赛,被各大主流媒体广泛赞誉为机器人界的“奥林匹克”,是目前国内外影响广泛的机器人领域官方专业赛事。围绕科研类、技能类、科普类三大竞赛方向,设共融机器人挑战赛、BCI脑控机器人大赛、机器人应用大赛、青少年机器人设计大赛共四大赛事。高一年级张启涵、黄政曦、高二年级吴雨桐在比赛中不负众望,一举摘得高中组比赛全能奖。

为了备战,同学们暑假期间抓紧训练。竞赛团队在老队员的带领下做了多套设计方案并反复调试,同时邀请多支队伍进行多次模拟对抗,制定了多套应战策略。经过高质量高强度的训练,参赛队员基本掌握本次赛题的关键技术要点和应赛方法。赛场上,队员们通力合作,群策群力,发挥了竞赛水平,有效锻炼了选手的操作能力和临场应变能力。在排名赛上以全胜的好成绩位列第一。在淘汰赛中,队员们面对强敌,也赛出了状态,赛出了特色,最后以优异的成绩和评委会的一致好评,获得全部参赛团队的最高荣誉。

张启涵表示,在赛场上,团队每一个成员都努力认真地完成自己的职责,一起思考、交流解决不断出现的全新挑战。不仅自己改进机器结构,更在面对对手机器不同结构性能分析后,现场重写改进自动程序,令其他战队刮目相看。 




文/广州日报·新花城记者:刘晓星

图/广州日报·新花城记者:庄小龙