深圳市南方科技大學教育集團（南山）實驗一小的小創客發明的“智能垃圾桶”獲國家專利。朱洪波 攝

“請告訴我，垃圾是什麼？我幫您打開垃圾桶。”

“蘋果核！”

語罷，智能分類垃圾箱中廚余垃圾桶的蓋子自動打開。

日前垃圾分類問題引發大眾關注。事實上，早在2016年，深圳市南方科技大學教育集團（南山）實驗一小（下稱“南科大實驗一小”）的7名三年級小創客，就為垃圾分類提供了解決方案。他們發明的“智能垃圾桶”，隻要說出垃圾的名字，相對應的垃圾桶就會自動打開。這款“一種新型旋轉分類垃圾桶”，在2018年還順利拿下國家實用新型專利証書。目前，團隊還在進一步完善升級相關APP，以應對不同城市的垃圾分類標准，且已經有垃圾桶生產廠家洽談專利購買。

從創意到產品，這些小創客們有怎樣的故事？他們又為何會對發明創造如此感興趣？

創意緣起 如何給小區垃圾快速分類？

任泊丞是團隊的小隊長，與父母住在中興人才公寓。9歲時他細心地發現，公寓每層樓都有固定的垃圾堆放點，但大包小包的垃圾全部積累在一起，並未分類。小區花園的垃圾桶也隻有可回收與不可回收兩種選擇。如何才能快捷方便地給垃圾分類？任泊丞將該疑問帶進了學校的社團課。

在老師葛芳芳的帶領下，任泊丞與張灝宇、楊林鋒、郭晉平、郭晉安、陳慧琳、劉子睿組成了七人的創客團隊。經過頭腦風暴，他們產生制作“智能垃圾桶”的想法，“人們把整包垃圾扔到一個垃圾桶中，垃圾桶自動識別垃圾，並將它們運送到不同的隔間。有了這樣一個垃圾桶，垃圾分類問題就能解決啦！”

將創意變成現實，並非容易之事。如何給智能垃圾桶做分類？團隊成員們每人收集家裡一星期產生的生活垃圾進行觀察，通過收集資料和實踐分類，他們最終確定了“智能垃圾桶”的4種分類：可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾、其他垃圾。但問題又來了，如何識別垃圾的種類和大小？實驗前期，任泊丞提出利用紅外線來識別打開特定的垃圾箱，“可這樣對空間有很高的要求，樓道的位置根本不夠。”

他們沒有被困難擊退，在冷靜思考后，決定通過iPad來識別垃圾。“我們一開始設想通過形狀識別，也嘗試了顏色識別，結果都失敗了。后來在老師的啟發下，我們使用語音識別，而且建立了垃圾的名稱庫，這樣就可以識別各種不同的垃圾了！”郭晉平說。

之后，隊員們用3D打印技術將構想進行建模，最后在老師的幫助下，制作出“智能垃圾桶”。每個垃圾桶上都有一個芯片作為信號接收裝置，點擊iPad上的APP，它會進行語音提示：“請告訴我，垃圾是什麼？我幫您打開垃圾桶。”然后輸入語音，系統識別垃圾類型，iPad通過藍牙向垃圾桶發出指令，對應的垃圾桶就會打開。

研發過程 七個小伙伴各展所長

“智能垃圾桶”從創意構思到最后作品完成，經歷了1個月的時間。7名學生各展所長，進行緊密配合，完成了繪制草圖、搭建垃圾桶、建立數據庫、設計APP等一系列工作。

“當時我們希望垃圾桶是全自動的，拉開蓋子的程序很容易做，但要讓它識別垃圾已經進入桶裡，並且在投放后關上蓋子，這個程序有點難，困擾了我們很久。”任泊丞表示，“智能垃圾桶”從創意到產品的實現過程中，每個環節都遇到一些難題，但他們通過思維導圖，將問題進行分解，然后各司其職，最終將創意變成現實。

任泊丞在團隊中主要負責編程工作。他的父母都是工程師，受家庭的影響，任泊丞從小就對編程產生濃厚興趣。進入學校后，在老師的帶領下，他一年級就開始學習編程﹔郭晉平與郭晉安是一對龍鳳胎兄妹，在團隊中主要負責將創意進行補充、完善，他們的父親是產品經理，經常會帶回一些機器人玩具和零件，鍛煉了他們的動手能力﹔陳慧琳性格外向，在團隊中負責總規劃﹔劉子睿負責材料與工具。

2017年，7名學生帶著他們以“智能垃圾桶”編排的《綠色風暴》節目，登上了央視少兒《看我七十二變》舞台，向全國觀眾宣傳垃圾分類，展示團隊發明創造——“智能垃圾桶”。2018年4月，該發明“一種新型旋轉分類垃圾桶”正式獲得國家實用新型專利認証。

葛芳芳老師介紹，目前，在老師指導下，團隊正在對APP進行完善、升級，希望可以建立一個共享數據庫，由用戶共同上傳更新數據，以應對不同城市的垃圾分類標准，“APP已初步設置了普通話、粵語、英語三種語言，甚至已經有垃圾桶生產廠家找來談專利購買。”

創意舞台 科技教育提升學生創造意識

如今，7名團隊成員已經進入五年級，他們的創意和想法並沒有止步於“智能垃圾桶”。任泊丞還在探索智能禮盒、可折疊性的書包。郭晉平產生了環保拐杖與智能安全門的想法。

為何小學生懂那麼多知識，還對發明創造感興趣？南科大實驗一小校長張帆介紹，學校開辦以來，一直堅持創新教育，而且利用身在大學城片區的資源優勢，大力發展科技教育。比如會邀請中科創造力實驗室團隊的老師會為學生帶來社團課程，不定期邀請南方科技大學、中科先進院、清華大學深圳研究生院、北京大學深圳研究生院、哈工大（深圳）等高校教授進校園，為學生帶來科技等專題講座。還會邀請南科大在校大學生參與到校園社團課程，為孩子們帶來不一樣的課程體驗。

小學生能聽懂教授們講的課嗎？“一點都不難！”郭晉平介紹，教授們講的內容是他們在課堂上沒學過的知識，而且有很多互動游戲。比如水中救援一課，教授們就將急救設備帶進了教室，十分有趣。

在南方科技大學教育集團總校長湯佳宏看來，教育的意義在於真正豐富學生的知識面，拓展學生的視野，讓創新走進校園，讓科研走近學生，讓學生邁向世界。（唐小艷 石磊）

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