乘科技之翅 圓強(qiáng)國(guó)之夢(mèng)——第六屆全國(guó)青少年人工智能創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽決賽紀(jì)實(shí)
根據(jù)季節(jié)變換更新的社區(qū)智能售貨機(jī)、城市圖書(shū)館裝置、玉米田害蟲(chóng)防范系統(tǒng)……8月17日至19日,“給夢(mèng)想插上科技的翅膀”第六屆全國(guó)青少年人工智能創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽決賽暨少年科學(xué)院科技實(shí)踐展示交流大會(huì),在江蘇南通舉行。
別看這是一群青少年的“頭腦風(fēng)暴”,涉及領(lǐng)域及技能,卻堪比成人同類賽事。
第六屆全國(guó)青少年人工智能創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽決賽,由團(tuán)中央少年部、中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所、中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)、中國(guó)科學(xué)院軟件研究所、中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)指導(dǎo),中國(guó)少年兒童發(fā)展服務(wù)中心、團(tuán)江蘇省委、南通市委、南通市人民政府聯(lián)合主辦。
此次大賽在智能機(jī)器人應(yīng)用、智能程序及算法設(shè)計(jì)、智能芯片及開(kāi)源硬件、人工智能技術(shù)綜合創(chuàng)新四大方向,設(shè)置14個(gè)專業(yè)賽道,經(jīng)過(guò)線上線下選拔賽選拔,共有來(lái)自全國(guó)31個(gè)省(區(qū)、市)和港澳臺(tái)地區(qū)的5萬(wàn)余名青少年參加,5000多名青少年入圍全國(guó)決賽,近3000名青少年現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)競(jìng)技角逐。
科學(xué)也可以很接地氣
來(lái)自澳門粵華中學(xué)的戴守正注意到,作為全球主要糧食作物的玉米,在種植中經(jīng)常遇到蟲(chóng)害困擾。他歷經(jīng)幾個(gè)月,研制出玉米田害蟲(chóng)防范系統(tǒng)。
“我的設(shè)計(jì)理念就是減少糧食生產(chǎn)時(shí)的損失,加快糧食供應(yīng)速度,解決全球糧食短缺問(wèn)題,推廣聯(lián)合國(guó)17項(xiàng)永續(xù)發(fā)展目標(biāo)中的零饑餓……”在這些遠(yuǎn)大理想激勵(lì)之下,戴守正設(shè)計(jì)完成的兩個(gè)小栗方機(jī)器人模型,可以利用語(yǔ)音識(shí)別控制,通過(guò)掃描二維碼存儲(chǔ)并回傳數(shù)據(jù),自動(dòng)判斷昆蟲(chóng)類型,預(yù)警害蟲(chóng)情況并通過(guò)超聲波加濕器噴灑農(nóng)藥,達(dá)到除蟲(chóng)的目的。
為什么會(huì)選用農(nóng)藥除蟲(chóng)?
戴守正的解釋是,基因改造技術(shù)在科技不發(fā)達(dá)國(guó)家并不成熟,農(nóng)民無(wú)法負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)基因種子,生物農(nóng)藥除蟲(chóng)是這一情況下性價(jià)比較高的選擇。
戴守正的科技創(chuàng)新探索,在仰望星空的同時(shí),更注重腳踏實(shí)地。他不僅關(guān)注到全球糧食短缺的問(wèn)題,在研制自己的裝置過(guò)程中,還盡可能考慮到使用者的便捷可操作性。
在此次大賽中,像他一樣,將先進(jìn)科學(xué)技術(shù)運(yùn)用到日常生活中的接地氣的項(xiàng)目并不少。
來(lái)自廣東省博羅縣橫河鎮(zhèn)羅浮泰學(xué)小學(xué)五年級(jí)的劉維清、羅子皓、陳泓嘉,曾多次參加惠州市教育局和科技館舉辦的無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等科技競(jìng)賽,并獲得過(guò)一、二、三等獎(jiǎng)。
這一次,他們帶來(lái)的項(xiàng)目是大豆智能噴灌水肥一體化種植技術(shù)。
按照比賽要求,決賽前他們需要提供相關(guān)研究的小論文并現(xiàn)場(chǎng)答辯。為了完成這一“考試”,前期他們可沒(méi)少下功夫。
智能灌溉儲(chǔ)水器、酵素發(fā)酵、田地實(shí)踐……在學(xué)??茖W(xué)教師的指導(dǎo)和幫助下,他們花了大半年時(shí)間準(zhǔn)備這次答辯。
“我們的項(xiàng)目通過(guò)三畝田地進(jìn)行大豆智能噴灌水肥一體化種植技術(shù)探索實(shí)驗(yàn),采用了從野生植物中發(fā)酵提取的高級(jí)酵素替代農(nóng)藥化肥添加劑作為肥料,并在傳統(tǒng)人力噴灌中結(jié)合人工智能噴灌技術(shù)(管道定時(shí)噴灌,無(wú)人機(jī)噴灌),從而提高了種植的生態(tài)化和未來(lái)可復(fù)制化的探索?!北荣惉F(xiàn)場(chǎng),在向大家介紹項(xiàng)目時(shí),他們還特意打開(kāi)帶來(lái)的酵素樣品展示。
來(lái)自上海市平?jīng)雎返谌W(xué)的李宥澤、唐山市裕華道第一小學(xué)的王浩鑫、上海市福山路福山外國(guó)語(yǔ)小學(xué)的涂靖彬發(fā)現(xiàn),城市圖書(shū)館存在喧嘩吵鬧、資源浪費(fèi)和書(shū)籍檢索等方面問(wèn)題,這讓他們開(kāi)啟了“拯救圖書(shū)館之旅”。
他們?cè)诒荣愔性O(shè)計(jì)制作了包含聲音提醒、書(shū)友尋求幫助等功能的城市圖書(shū)館智能裝置模型。盡管在有限的時(shí)間內(nèi)完成這一系列操作對(duì)還處在小學(xué)四五年級(jí)的他們來(lái)說(shuō)是個(gè)挑戰(zhàn),甚至提交作品時(shí)出現(xiàn)了一些小失誤,但這并沒(méi)有影響大賽經(jīng)驗(yàn)豐富的小選手們現(xiàn)場(chǎng)答辯,他們甚至還想到了將這一裝置量產(chǎn)。
齊心協(xié)力變奇思妙想為現(xiàn)實(shí)
從三年級(jí)開(kāi)始學(xué)編程的王博承,已經(jīng)接觸了很多不同的編程軟件。比賽前一天,來(lái)自上海向明初級(jí)中學(xué)的王博承、廣州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校的吳宛鴻、貴州省務(wù)川縣城關(guān)中學(xué)的嚴(yán)松林,經(jīng)過(guò)隨機(jī)抽簽組成了參賽隊(duì)。
“戰(zhàn)隊(duì)”是現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)組成的,參賽題目也是大賽現(xiàn)場(chǎng)給的,參賽選手要進(jìn)行創(chuàng)意、設(shè)計(jì)和編程制作,并形成參賽作品。
王博承所在的小組,要完成的是一款“智能售貨機(jī)”。
“這可不同于目前市面上的售貨機(jī)?!蓖醪┏懈嬖V中青報(bào)·中青網(wǎng)記者,他們?cè)O(shè)計(jì)的“智能售貨機(jī)”,可隨溫度、季節(jié)變化進(jìn)行自動(dòng)薦貨和換貨?!巴ㄟ^(guò)加裝紅外避障器和溫度傳感器并進(jìn)行編程設(shè)計(jì),這款‘智能售貨機(jī)’可以在不同季節(jié),為顧客自動(dòng)推薦適宜的產(chǎn)品?!?/p>
“開(kāi)始也有想法不一致的時(shí)候?!蓖醪┏薪榻B,拿到題目后,3個(gè)人都有自己的創(chuàng)意想法,經(jīng)過(guò)一番“頭腦風(fēng)暴”,最終大家一致同意按照其中一名同學(xué)的提議,完成“智能售貨機(jī)”模型的設(shè)計(jì)制作。
王博承覺(jué)得,前期的分歧、討論,很好地拉近了小組成員之間的關(guān)系,并且讓大家意識(shí)到每個(gè)成員想法的重要性,團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn),要重視每個(gè)成員的提議。
在太空電梯項(xiàng)目組,經(jīng)過(guò)一個(gè)多小時(shí),來(lái)自蘇州中學(xué)的寧可和學(xué)弟唐仲添就完成了50%-60%的進(jìn)度。
“遇到了一點(diǎn)小挫折。”在等待測(cè)試間隙,寧可說(shuō),自己今年高三了,學(xué)校已經(jīng)開(kāi)學(xué)了,專門請(qǐng)假來(lái)參加比賽?!案氵@些科技項(xiàng)目也是我們倆的興趣?!彼寡裕捌诹私膺@個(gè)項(xiàng)目、找材料搭建、學(xué)習(xí)編碼,會(huì)花費(fèi)不少時(shí)間,完成整個(gè)過(guò)程,還是挺考驗(yàn)人的。
盡管這已不是兩人第一次合作參加類似比賽,此前他們合作也曾獲得省級(jí)一等獎(jiǎng),但為了讓當(dāng)天比賽更加順利,前一天,他們依然調(diào)試到很晚。
兩人分工明確,寧可負(fù)責(zé)3D建模,唐仲添負(fù)責(zé)寫(xiě)代碼,兩人一起調(diào)試。
寧可注意到,黨的二十大報(bào)告明確指出:“教育、科技、人才是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐?!彼X(jué)得,此次比賽很好地將三者融入進(jìn)去,提到人才時(shí),她有些害羞,“自夸一點(diǎn),我也是人才,過(guò)來(lái)參加這一帶有教育性質(zhì)的科技比賽,感到挺榮幸”。
激發(fā)孩子們的好奇心、想象力、探求欲
綜合創(chuàng)新專項(xiàng)賽是今年新增的項(xiàng)目,特點(diǎn)是不局限于特定器材和專業(yè)編程技能,希望參賽者能夠運(yùn)用了解到的人工智能的相關(guān)知識(shí)、技能,并結(jié)合身邊的具體問(wèn)題、難題,提出具有自己創(chuàng)意的解決方案。
大賽評(píng)審、中國(guó)科協(xié)“做中學(xué)”科學(xué)教育改革實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)中心(東南大學(xué))副主任、江蘇省教育學(xué)會(huì)小學(xué)科學(xué)教學(xué)專業(yè)委員會(huì)副理事長(zhǎng)周建中表示,大賽鼓勵(lì)孩子們能夠動(dòng)動(dòng)手,利用一些小設(shè)備、開(kāi)源硬件等方式解決實(shí)際問(wèn)題。
針對(duì)綜合創(chuàng)新專項(xiàng)賽,他表示,“主要是考察孩子們的好奇心、想象力和探求欲,這正是國(guó)家科學(xué)教育特別強(qiáng)調(diào)的”。周建中進(jìn)一步解釋,人工智能的活動(dòng)有很多奇特、很吸引孩子的現(xiàn)象,但真正能夠具備能力去研究人工智能,本身還需要數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ),但是(孩子們)有了想法、有了興趣和好奇心,就可以展開(kāi)暢想、構(gòu)思,利用學(xué)到的知識(shí)力所能及地解決一個(gè)小點(diǎn),不斷往前走,就會(huì)慢慢投身到人工智能的應(yīng)用、研究發(fā)展當(dāng)中去?!耙虼?,綜合創(chuàng)新專項(xiàng)賽,更多考察點(diǎn)在于問(wèn)題怎么來(lái)、創(chuàng)意怎么形成。”
讓周建中印象深刻的是,有從北京來(lái)的孩子,將目光聚焦在熊貓館。
原來(lái),通過(guò)調(diào)研觀察,參賽選手發(fā)現(xiàn)熊貓吃得多、排便也多,便提出如何幫助熊貓養(yǎng)護(hù)員處理糞便,并將糞便用作肥料,種植竹子。
也有孩子將ChatGPT運(yùn)用到設(shè)計(jì)自己的學(xué)習(xí)規(guī)劃。雖然這一技術(shù)超出了小學(xué)生的認(rèn)知范圍,但是他們能夠?qū)⑦@一技術(shù)與自己的學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái)、有效運(yùn)用,這也讓周建中眼前一亮。
在他看來(lái),從青少年獨(dú)特的視角提出的解決問(wèn)題的方式,可以和成人賽場(chǎng)中成熟的知識(shí)、技能、工具相結(jié)合,或許可以很快促進(jìn)特定產(chǎn)業(yè)、特定領(lǐng)域相關(guān)成熟產(chǎn)品的出現(xiàn)。
羊炳奇是廣東省博羅縣橫河鎮(zhèn)羅浮泰學(xué)小學(xué)科學(xué)教師,從日常指導(dǎo)到線下參賽,他一路陪伴學(xué)生走向全國(guó)賽場(chǎng)。
他所在的學(xué)校專門開(kāi)辟生態(tài)農(nóng)田,供教師帶領(lǐng)學(xué)生們進(jìn)行勞動(dòng)科學(xué)實(shí)踐,大半年以來(lái),羊炳奇看到孩子們勤勤懇懇,全程跟著教師下田、觀察每一個(gè)環(huán)節(jié),“包括用無(wú)人機(jī)拍攝整個(gè)農(nóng)田的情況,項(xiàng)目匯總……這些他們都做得很好”。
作為一名一線指導(dǎo)教師,他認(rèn)為,要培養(yǎng)孩子動(dòng)手和動(dòng)腦相結(jié)合,而且一定要落地?!耙獜呐d趣去激發(fā),促其自發(fā)自動(dòng)對(duì)科技的高熱情、濃興趣?!蓖瑫r(shí),他認(rèn)為教師的引領(lǐng)性十分重要,“教師要不斷提升再提升,只有自己有一桶水,才能給孩子一瓢水”。
“前段時(shí)間習(xí)近平總書(shū)記在江蘇視察,指出江蘇要在科技創(chuàng)新方面走在前列,這也是我們貫徹落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記指示要求的一項(xiàng)內(nèi)容?!敝袊?guó)少年兒童發(fā)展服務(wù)中心黨委委員、紀(jì)委書(shū)記閆述軍介紹,大賽選擇在南通舉辦,也因?yàn)槟贤ㄓ虚_(kāi)展少年科學(xué)院的基礎(chǔ),有很好的科技發(fā)展環(huán)境,可以示范引領(lǐng)和帶動(dòng)全國(guó)少年科學(xué)院活動(dòng)。
中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 杜沂蒙 來(lái)源:中國(guó)青年報(bào)
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