学生正对“岚宝”的履带、水泵、外型等进行检查。
点点手指就能浇水施肥,这本是网络小游戏中的场景,近日在平潭和平村有了“现实版”。
福建师大平潭附中的高二(3)班学生林伟航、陈子馨与程佳瑜运用智能化、数字化的“黑科技”探路,解锁种田“新方式”。
“岚宝”通过标签识别控制抽肥。
一部手机,实现智能施肥
“‘岚宝’启动,‘岚宝’饿饿要吃饭啦……”6月5日,在福建师大平潭附中信息技术活动室,记者看到林伟航与程佳瑜正对“岚宝”的履带、水泵、外型等进行检查。检查完毕后,陈子馨在微信小程序下发启动指令,“岚宝”立刻通过标签识别控制抽肥,随后,“岚宝”就在地上工作,两侧水泵自动喷洒施肥。
“岚宝”是一款履带驱动的人机协同施肥机,通过微信小程序下发启动指令,利用图像识别技术在田埂间运作,并连接物联网平台实现人机交互、协同工作。
陈子馨向记者介绍,“岚宝”体积小、灵活度高,非常适合在小型家庭农田应用。有了“岚宝”,就能解放农户的双手,减少农户下地的安全隐患,实现一部手机就能智能施肥,农户把“岚宝”放在田埂间后,就可以通过手机抽肥、施肥。
3名中学生为何会萌生设计这样的人机协同施肥机呢?林伟航给出了答案。“今年4月,指导老师陈林晨、庄学兴带着我们去平潭和平村寻找设计灵感。”林伟航说,在寻找灵感时,发现这里田地多为小型家庭农田,田里耕种的多为年纪偏大的农户,而田间缝隙可以支撑履带车行驶。于是,就萌生了设计一款人机协同施肥机的想法。
由于“岚宝”设计涉及知识比较广,已超出中学课本知识。为了把想法变成现实,3名学生在教师陈林晨、庄学兴指导下,每天观看相关视频,遇到不懂的问题及时寻找指导教师帮助,就这样,慢慢掌握了物联网等知识。
行动,助力希望变为现实
有了知识加持,3名学生就开始着手设计制作。从履带车驱动到设计行驶路线、调试,从外型搭建到外观设计及搭建,从语音模块搭建到录制个性化语音,从水泵模块搭建到二哈识图模块调整……这些花费了他们不少心思和精力。
据陈子馨介绍,他们利用麦德加编程软件,为“岚宝”撰写代码。之后,为“岚宝”搭建了履带车驱动、二哈识图模块、语音模块、物联网模块、水泵模块等。最为特别的是,“岚宝”外观设计及搭建极具平潭特色,是平潭和平村石头厝造型。
回忆起此前设计的困难,程佳瑜记忆犹新:“一开始计划用巡线功能实现履带车行进,但受到光线影响比较大,没办法在田地间顺利行驶。因此,把巡线功能转变成标签识别,通过标签识别实现整体的控制功能。”
解决完这一问题后,又遇到了二哈识图模块高度问题。“之前我们把镜头朝向田地方向,但田地沙和草会挡住标签,我们就把标签立起来放在侧边,最终实现了用标签识别进行抽肥、施肥。”程佳瑜说。
值得一提的是,林伟航还独创了电路设计。“设计的一半时间,我都在研究履带驱动部分。”林伟航介绍道,“岚宝”使用的履带由两个电机来控制,一个电机控制前进后退,一个电机控制左右转弯。
“左右转弯电机又要通过改变电流方向,也就是电源的正反接来实现左右转弯。现有的材料,一般情况下是没办法实现电流正反接,就要通过创新的电路设计来实现所需要效果。为此,我独创了电路设计,利用继电器的配合实现电机正负极反接。”林伟航说。
“岚宝”在平潭和平村的农田上试行。
科技,让农户解放双手
“3名学生都是从零学起。但他们都各有所长,且十分肯学。在我们的建议和启发下,他们上手很快,一个多月就完成了作品设计。”陈林晨说。
功夫不负有心人,在第三届福建省青年科普创新实验暨作品大赛上,《和平村人机协同施肥机——“岚宝”》项目斩获二等奖。
“岚宝”在平潭和平村的农田上试行,引得不少农民竖起大拇指。“这些孩子真厉害,设计了这么一款智能化施肥机,解放了我们的双手,让我们下田种地不那么辛苦。”陈阿伯夸赞道。
“通过这次设计,我们了解到自身不足,体会到团队协作的重要性,更意识到科技创新的艰难以及创新精神的可贵。”林伟航说。
陈子馨表示,每一个废寝忘食的夜晚,每一次直面挫折不放弃的坚持,以及每一声解决棘手难题后的欢呼,共同换来了尘埃落定出结果时的雀跃。纵使还留下一丝遗憾,但钻研学习的过程本身就是最大的收获,它将会成为我们在科技创新的道路上持续前进的动力。
来源:平潭融媒体中心
记者:冯荣丨文 陈澜清丨摄