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剛剛圓滿落下帷幕的第42屆北京青少年科技創(chuàng)新大賽，是一場面向全市青少年群體的科技盛會。在這個舞臺上，“小科學(xué)家”們各顯神通，紛紛展示出亮眼的科技創(chuàng)新成果和創(chuàng)客作品。

優(yōu)秀的青少年創(chuàng)新創(chuàng)意值得嘉獎，它們背后那些熱愛科技創(chuàng)新的青少年，則是科技強(qiáng)國的未來。能夠入圍大賽終評階段的同學(xué)都是什么氣質(zhì)？在本屆大賽的公開展示與交流現(xiàn)場，我們請幾位參賽選手談?wù)勊麄兊摹皠?chuàng)新故事”。

北京師范大學(xué)附屬中學(xué)劉子豪

(資料圖)

把魚鰓蓋設(shè)計“搬上”無人機(jī)

傳統(tǒng)無人機(jī)需要保持傾斜，才能在水平方向上產(chǎn)生動力。這種飛行姿態(tài)限制了無人機(jī)在隧道、涵洞等狹小復(fù)雜空間中的控制靈活性和穩(wěn)定性。北京師范大學(xué)附屬中學(xué)的劉子豪同學(xué)不僅對無人機(jī)面臨的這一驅(qū)動難題產(chǎn)生興趣，還在水面之下找到了改進(jìn)方案。

“在觀察魚類的過程中，魚鰓蓋的運動給了我非常好的啟發(fā)?！?strong>劉子豪發(fā)現(xiàn)，水流從魚鰓蓋下方流出時流速較高,相對周圍流場壓力低,因此在魚鰓蓋上產(chǎn)生一個垂直于鰓蓋的水平力。

于是，他想到將類似結(jié)構(gòu)“搬”到無人機(jī)上，使其在不傾斜的狀態(tài)下直接進(jìn)行水平移動。劉子豪給涵道無人機(jī)設(shè)計了“側(cè)窗調(diào)節(jié)器”，并通過線上定制的方式3D打印了一些改進(jìn)零部件。在中學(xué)生“英才計劃”的幫助下，他得以在高校實驗室中開展進(jìn)一步研究。

但在風(fēng)洞實驗中，劉子豪發(fā)現(xiàn)自己模仿魚鰓蓋設(shè)計的扁平側(cè)窗實際所能提供的水平動力是不夠的。經(jīng)過一番思考和觀察，他又設(shè)計出不同弧度的側(cè)窗調(diào)節(jié)器，并通過實驗證實，更高的側(cè)窗弧度能夠提供更大的力，從而解決了問題。

“實驗數(shù)據(jù)結(jié)果證明了我的發(fā)明確實是有效果的。這讓我非常激動，非常開心?！彼f。

他的寄語：

北京青少年科技創(chuàng)新大賽為“有想法”的青少年提供了非常好的平臺，希望大賽能夠繼續(xù)越辦越好。同學(xué)們，如果你有非常好的想法，就要努力把它實現(xiàn)出來，沒準(zhǔn)你就是下一位科學(xué)家！

清華大學(xué)附屬中學(xué)平坦行

刷一道民生“應(yīng)用題”

交通繁忙地區(qū)的人們有時會遇上這樣的情況：路口亮著紅燈的方向有很多車不能走，但是綠燈方向卻沒有任何車。這顯然是一種資源的浪費。

“我想能不能通過一種數(shù)學(xué)的手段，抽象出一個模型來描述路口，僅需依賴預(yù)先給定的參數(shù)，就可以給出路口最優(yōu)配時方案……”清華大學(xué)附屬中學(xué)的平坦行同學(xué)為了大家能夠“暢通出行”，頗是費了一番心思。

他的項目被歸在青創(chuàng)大賽的“數(shù)學(xué)”類別中，但并非單純的理論研究，而是聚焦大家身邊的民生問題——有感于自家附近的路口時常擁堵的情況，平坦行自學(xué)了大學(xué)概率論與統(tǒng)計學(xué)相關(guān)知識，并通過現(xiàn)場調(diào)研、專業(yè)網(wǎng)站查詢等渠道采集實際交通數(shù)據(jù)，最后編寫出具實用價值的車流仿真計算。

不過，最終呈現(xiàn)在他背后那塊科研成果展板上的幾道公式，也非“一揮而就”，而是經(jīng)歷了不斷完善的過程?！巴ㄟ^參賽，我了解到整個科學(xué)研究的過程中間，可能會有一些困難。但是當(dāng)我們真正解決問題的時候，那種成就感是難以言表的。我們還能收獲一種科學(xué)思維，即學(xué)會（用科學(xué)語言）描述并解決生活中的各種問題?！彼f。

他的寄語：

今年我們?nèi)雵K評的項目里，只有5個“數(shù)學(xué)”，“物理”也只有幾個。我希望能有更多的同學(xué)加入我們，研究那些更加理論、更加基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)物理問題。

北京師范大學(xué)附屬中學(xué)石佳禾 趙嘉熙 徐之寒

自己科創(chuàng)，不如一起科創(chuàng)

北京師范大學(xué)附屬中學(xué)的石佳禾、趙嘉熙、徐之寒三位同學(xué)，是“組隊”前來參加青創(chuàng)大賽的。像她們這樣的組合形式，在大賽現(xiàn)場并不少見。

去年5月，她們的校友、中國預(yù)制菜產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟研究院院長昕原回到母校開展講座，讓她們注意到“預(yù)制菜”這個新概念。同為學(xué)校金鵬科技團(tuán)成員的三人“一拍即合”，展開了一系列的研究。

“我們在6個線下地點及10個電商平臺進(jìn)行了實地考察；收集到了756份有效問卷；對領(lǐng)域內(nèi)專家和幾名不同年齡、不同性別的消費者進(jìn)行了訪談?！壁w嘉熙說。

基于調(diào)查所獲得的數(shù)據(jù)，她們得到了目前預(yù)制菜的消費者群體畫像（女性對于預(yù)制菜的購買率更高；18歲以下人群更偏好預(yù)制食品，他們每周的消費次數(shù)大約為2~3次，平均消費價格約為33元），并對行業(yè)未來的發(fā)展提出了“全鏈條監(jiān)管”等建議。由于預(yù)制菜產(chǎn)業(yè)仍在不斷變化和發(fā)展，三位同學(xué)準(zhǔn)備今后開展更為深入的調(diào)查，得出動態(tài)且完整的結(jié)論。

“本次大賽為我們提供了一個探究科學(xué)的實踐平臺，一個可以接觸到前沿科技的交流平臺。與不同學(xué)科的參賽者進(jìn)行交流，我們可以獲得一些在學(xué)校學(xué)不到的知識。在這種多元化的比賽中，我們不僅可以提升自己的科學(xué)素養(yǎng)、學(xué)習(xí)能力等，團(tuán)隊配合也更加的默契。”徐之寒說。

她們的寄語：

希望學(xué)弟學(xué)妹們能夠秉持一顆創(chuàng)新的心，又能保持科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性，持續(xù)觀察關(guān)注社會熱點，開啟自己的科學(xué)實踐，“以科學(xué)之心行探索之行”，走出自己的科技成長之路。

中國傳媒大學(xué)附屬小學(xué)李長澤

科技和音樂，一樣也不能少

“我是來自中國傳媒大學(xué)附屬小學(xué)的李長澤，我今年11歲了，喜歡打擊樂，科技！”李同學(xué)熱情地自我介紹——他既是學(xué)校打擊樂團(tuán)中的一員，也是科技社團(tuán)成員。今年青創(chuàng)大賽，他把自己的兩個愛好都帶來了。

原來，李長澤平時在樂團(tuán)中練習(xí)的大堂鼓、小軍鼓等由于不便攜帶且噪聲較大，不能帶回家中，“會吵到鄰居”，他只能用聲音很小的啞鼓進(jìn)行代替練習(xí)。但是因為聲音較微弱，啞鼓在練習(xí)中的反饋效果不佳。于是，他結(jié)合單片機(jī)和人工智能，給自己“訓(xùn)練”了一位打擊樂“AI訓(xùn)練師”。

李同學(xué)拿起鼓槌，現(xiàn)場演示了目前已經(jīng)升級到二代的創(chuàng)客作品——向Arduino單片機(jī)發(fā)出語音指令，激活特定的訓(xùn)練模式（如“雙跳練習(xí)”）后，位于啞鼓鼓面上方的攝像頭會采集視頻信號，電腦上的機(jī)器視覺系統(tǒng)則對練習(xí)者的姿勢和鼓點做出評判，給出成績。

為了調(diào)試機(jī)器視覺模型，他嘗試過不同的攝像頭角度，并到很多地方進(jìn)行了實地拍攝，最終通過一周時間的抽幀和標(biāo)注，完成了模型的訓(xùn)練。

今年六年級的李長澤即將升入初中，他對未來繼續(xù)參賽充滿期待：“今天我也去看了很多（高年級）同學(xué)的項目，我覺得對我今后有很大的幫助?！?/p>

他的寄語：

同學(xué)們在參加比賽的時候，自然應(yīng)該全力以赴。但不管結(jié)果怎么樣，來到這里都應(yīng)該享受比賽的過程。我希望我可以和科技創(chuàng)新大賽一起成長，未來參加第43、44、45屆……

來源：北京市科協(xié)宣傳文化部

北京科學(xué)中心

制作：北京市科協(xié)融媒體中心