杨智博:在科技创新中勇往直前,做慎思博学的新青年
来源:河南青年网 作者:记者 魏文杰 2020-10-30

  【人物简介】

  杨智博,15岁,第十二届中国青少年科技创新奖获得者

  在2017年的全国头脑奥林匹克竞赛中作为队长带领校队获得初中组小车类二等奖,参加河南省电脑制作活动创客竞赛获得省级一等奖,参加河南省技术设计与创新成果评比获得省级二等奖,2018年参与河南省青少年科技创新大赛获创意成果省级二等奖,参与第十九届全国中小学电脑制作活动创客竞赛获初中组创意制造全国二等奖,2019年参与第二十届全国中小学电脑制作活动创客竞赛获初中组创意制造全国一等奖。

  一次漫长而奇妙的比赛

  读初中时,杨智博在学校加入了ARDUINO机器人社团,并担任社长,这期间,杨智博了解和掌握了开源电子、机器人、创客等基本知识和技能,培养了杨智博良好的信息素养、提高了他的创新能力和动手实践能力。在参与各种科技创新竞赛的过程中,亲身体验到了在生活中发现问题、在实践中解决问题、在活动中获得知识的乐趣。在老师的指导下近年来参与了一些科技创新竞赛取得了一些成绩。

  2016年杨智博的学校成立了头脑奥林匹克参赛队,头脑奥林匹克是一项国际赛事,重点考察参赛者创造力、团队协作和动手能力。同学们得知OM参赛队成立的消息,纷纷踊跃报名。经过两位辅导老师严格的挑选,选拔出7名同学报名参赛。

  拿到题目后,队员们开始紧张的准备工作,从选题到角色分配,最终选择参加《有本事就来抓我们》这个题目,并将队员分为表演组和技术组,杨智博负责小车和道具制作,开始根据剧本制作三种不同驱动方式的小车。

  为备战省选拔赛,杨智博的学校OM队编写了一部关于描写未来世界发生的故事,故事描述了一群正义的战士保护创造力种子打败坏人的经过,因此配合剧情设计的车库、小车外观,以及演员服装,都采用未来感的设计。

  得知入围全国比赛后,十一中OM队从老师到队员毫不懈怠,我们深知,参加全国比赛只是一个开始,未来的目标是全球总决赛。

  为此,在老师提议下,十一中OM全体成员做出了一个大胆的决定--将省赛的作品推倒从头开始。从省赛中杨智博团队的设计和制作暴露出的问题是小车稳定性太差,经不起长途搬运和比赛洗礼,他们从演员服装到布景道具,整体的风格分很低,如果只是修修补补的改进,恐怕进步不大。

  说干就干,团队重新梳理了思路,开始头脑风暴,改写剧本、重新构思小车设计和车库设计,并花大气力制作新的演员服装和道具。

  春节临近了,为了不耽误比赛,指导老师和队员们放弃了寒假。技术团队经过整个寒假加班加点赶工制作了三辆完全不同的小车,分别采用Arduino控制的变形履带车、自制气动发动机的气动车、利用陀螺仪保持平衡的平衡车,车库也改为可变形和升降的立体车库,演员服装道具使用大量EVA制作并上色,满足了新剧本的需要。

  来源于生活的科创灵感

  尽管在这次全国赛中痛失一等奖,但杨智博来不及沮丧,反而更加感受到,正是此次OM比赛的经历让杨智博爱上了科技创新。但是由于杨智博已经升入初中,逐渐沉重的课业压力使他必须抽时间继续他的创客之路。

  爸爸是一名电厂职工,杨智博从小在电厂旁边长大,耳濡目染,了解一些机械和工业的工艺流程,2017年全国电厂系统实施零排放政策前夕,杨智博也思考了一下相关的问题,针对目前国内电力系统推行的零排放政策,设计出的一套低成本处理电厂工业废水的处理办法,并制作微缩模型。

  这套污水处理工艺利用电厂锅炉燃烧废气的温度对电厂脱硫脱硝工序中产生的污水进行物理升华处理,使原本高昂的污水处理费用降低一半,是一个可以针对火电厂推广的污水处理流程。该成果还获得了河南省技术设计与创新成果评比省级二等奖。

  后来搬了新家,装修后的新房总感觉有味道,杨智博就萌发了自己制作一款空气质量检测仪的想法,我利用新学到的3D打印知识,最终设计出一款外形优美的检测空气甲醛和温湿度的作品,兼有报警的语音提醒功能。

  看到身边同学由于紧张学习而忽略了“喝水”,导致“慢性咽炎”等病症,我就想到利用开源硬件arduino平台,设计制作出一个可以检测水温并提醒喝水的杯子。

  从学习到造物,立志做个慎思博学的新青年

  身边的灵感源源不断。在一次机器人社团活动中,杨智博注意到一位手部畸形的小女生。她的左手天生畸形,手掌只有正常的三分之一,并且只有一个手指,于是便萌生了帮她制作一个机械手的想法。

  经过和这位女同学的沟通并取得同意后,为她测量手指、手臂等尺寸,并且设计出左手的3D模型,通过3D打印机将指关节手臂等部件打印出来。机械手使用ARDUINO控制器,采用拉线结构,利用这位女同学唯一可以活动的左手拇指控制机械手在舵机的帮助下让“手”动起来。

  目前这款机械手只能做简单的抓握、捏东西等动作,外观也略显笨拙,但是这只是个实验品,今后还要再做一个功能更加强大外观更加美观的机械手,让这位女同学彻底放下身体残疾的顾虑,和正常人一样生活学习。

  有了第一次制作机械手的经验,杨智博了解了很多关于工业机械臂和机械爪的原理,于是在闲暇时间设计制作了应用于常人的辅助型机械臂,用来辅助人们工作。

  在网上看到一个用3D打印技术制作谐波减速器的视频后,就开始想用3D打印技术来制作减速器投入机械臂的使用。几经钻研和打磨,测量计算、更换材料、重新设计,最后做出了一个比较好的谐波减速器。

  又考虑到降低成本,制作中想方设法优化工艺,使用BB弹作为滚珠的自制轴承,涂抹润滑油减小摩擦。有了这个灵活而且有力的机械手,杨智博就可以在学习中让它替她完成类似定时喝水的重复动作,以及在制作电路过程中帮他固定焊锡丝等工作。

  接触创客,接触科技创新,以及几年来边玩边学参与的一些比赛,使杨智博深深地体会到了科技的魅力,科技创新不仅锻炼了他的动手能力、学习了很多新东西、见识了很多大场面、还使杨智博充分意识到自己的渺小和不足,在未来未知的道路中,杨智博还要继续勇往直前,不断学习和丰富自己,做一个慎思博学的新青年。

责任编辑:张磊

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