3月27日—29日，第45屆北京市青少年科技創(chuàng)新大賽落下帷幕。

北京市大興區(qū)第二中學(xué)劉羿梵、薛武飏、賈浩燃三位同學(xué)憑借作品《人工水池智能監(jiān)測(cè)清潔機(jī)器人》，從全市數(shù)千個(gè)項(xiàng)目中脫穎而出，一舉奪得大賽金獎(jiǎng)，并榮獲北京工業(yè)大學(xué)青少年科技創(chuàng)新獎(jiǎng)。指導(dǎo)老師：郭宇、姜楠。

榮耀背后，是三個(gè)月里數(shù)十次方案推翻、無(wú)數(shù)個(gè)深夜調(diào)試、三次從零開(kāi)始的迭代……今天，我們帶你走進(jìn)這個(gè)“硬核”團(tuán)隊(duì)的故事。

第一部分：榮耀時(shí)刻

3月27日—29日，第45屆北京市青少年科技創(chuàng)新大賽現(xiàn)場(chǎng)，北京市大興區(qū)第二中學(xué)三位同學(xué)的作品《人工水池智能監(jiān)測(cè)清潔機(jī)器人》吸引了眾多評(píng)委駐足。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)答辯、實(shí)物演示、專家問(wèn)辯等多個(gè)環(huán)節(jié)，最終同時(shí)斬獲：

大賽金獎(jiǎng)（全市僅不到10%項(xiàng)目獲此殊榮）

北京工業(yè)大學(xué)青少年科技創(chuàng)新獎(jiǎng)（專項(xiàng)獎(jiǎng)，表彰具有突出工程實(shí)踐價(jià)值的項(xiàng)目）

這是大興二中近年來(lái)在市級(jí)科創(chuàng)賽事中取得的最好成績(jī)之一。

第二部分：這個(gè)機(jī)器人能做什么？

學(xué)校航模訓(xùn)練的人工水池，常年出現(xiàn)水體發(fā)綠、異味、藻類滋生等問(wèn)題。三位同學(xué)走訪了大興區(qū)多個(gè)社區(qū)后發(fā)現(xiàn)，這并非個(gè)例——79%的受訪者對(duì)水池水質(zhì)感到不適，60%的水池出現(xiàn)水質(zhì)惡化、刺鼻氣味、大量藻類積存。

于是，他們決定做一款真正智能的水池清潔機(jī)器人。

最終作品《人工水池智能監(jiān)測(cè)清潔機(jī)器人》實(shí)現(xiàn)了：

實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)：

溫度、pH值、渾濁度、溶解性物質(zhì)含量，四側(cè)傳感器全域移動(dòng)監(jiān)測(cè)

精準(zhǔn)藥劑投放：

三種藥劑（粉劑×2 + 液體×1），根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整投放量，誤差≤5%

物理清潔：

底部機(jī)器人自主移動(dòng)，清潔水面、水中、水底不同高度懸浮物

雙模式控制：

自動(dòng)觸發(fā) + 手機(jī)遠(yuǎn)程遙控

安全預(yù)警：

藥劑投放期間及投放后15分鐘持續(xù)報(bào)警，避免人員誤觸

清潔效率較人工提升66.7%，核心部件成本控制在800元以內(nèi)——這是他們的答案。

第三部分：攻堅(jiān)克難——那些不分晝夜的日子

以下基于三位同學(xué)研究日志的真實(shí)記錄

場(chǎng)景一：三次推倒重來(lái)，“小白”的誕生并不容易

最早的設(shè)計(jì)方案（小白1.0）：參考了掃地機(jī)器人的思路——固定基站+移動(dòng)清潔機(jī)器人。但測(cè)試后發(fā)現(xiàn)：固定基站會(huì)導(dǎo)致水域藥物濃度不均，機(jī)器人鏈接事故頻發(fā)，藥物混合排放存在安全隱患。

推倒重來(lái)。

小白2.0：將監(jiān)測(cè)、藥品投放和清潔裝置分開(kāi)，讓底部小車帶動(dòng)上部浮動(dòng)。但布局上仍有大量不合理之處。

清潔機(jī)器人-“小白”3.0：

第一層：信息處理層（單片機(jī)、傳感器、電機(jī)控制）

第二層：化學(xué)藥物存放層（兩種粉劑+一種液體）

第三層：漂浮控制檢測(cè)層（高密度海綿保證漂浮，四側(cè)水質(zhì)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)）

研究日志里寫著：“10月8日—10日，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)草圖……”但少有人知道，那三天里，三個(gè)人畫了十幾版草圖，老師陪著他們一張張推敲，直到很晚才敲定最終方案。

場(chǎng)景二：那個(gè)通宵——代碼調(diào)試到凌晨三點(diǎn)

大賽前兩周，自主避障算法突然出現(xiàn)嚴(yán)重bug：機(jī)器人在靠近岸邊時(shí)總是減速不及時(shí)，存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

薛武飏盯著屏幕逐行排查代碼，劉羿梵在水池邊一遍遍跑測(cè)試，賈浩燃在旁邊記錄數(shù)據(jù)、標(biāo)記異常點(diǎn)。

從晚上7點(diǎn)開(kāi)始，一次、兩次、十次、二十次……

晚上8點(diǎn)，還是不行。

晚上9點(diǎn)，他們發(fā)現(xiàn)是某個(gè)超聲波傳感器的閾值與主控板通信頻率沖突。

晚上10點(diǎn)，修改后的代碼第一次成功讓機(jī)器人在距離岸線50cm處平穩(wěn)減速、轉(zhuǎn)向。

研究日志里只有簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單一句：“10月25日—26日 對(duì)作品進(jìn)行測(cè)試”。這背后是師生們堅(jiān)持不懈的調(diào)試與努力。

場(chǎng)景三：防水測(cè)試失敗后的五天四夜

距離區(qū)賽只剩不到一周時(shí)，一次整機(jī)防水測(cè)試中密封艙意外進(jìn)水，主板短路。那一刻，三個(gè)人都沉默了。

但沉默只持續(xù)了半分鐘。劉羿梵第一個(gè)開(kāi)口：“拆，重新弄。”他們分工合作：一人清理電路板，一人重新密封艙體，一人檢查其他模塊是否有二次損傷。連續(xù)兩天，三名同學(xué)在科技教室?jiàn)^戰(zhàn)到深夜。第五天，機(jī)器人重新下水，所有功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

場(chǎng)景四：日志里的“倔強(qiáng)”

翻開(kāi)研究日志，有這樣幾行字：

“10月16日—22日 利用3D打印件和機(jī)器人配件進(jìn)行組裝”

“10月23日—24日 設(shè)計(jì)并制作清潔機(jī)器人底部承重泡沫”

文字平淡如水，但背后是：底部清潔機(jī)器人重4.5KG，上部浮力必須精確計(jì)算。他們選擇了直徑50cm、高5cm的泡沫板，測(cè)算浮力9公斤，安全承重6公斤——每一個(gè)數(shù)字都經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)測(cè)，不是查資料得來(lái)的。

第四部分：師者說(shuō) & 少年說(shuō)

老師的話：

“這三個(gè)孩子有一個(gè)共同點(diǎn)——遇到問(wèn)題從不抱怨，而是立刻想‘怎么解決’。方案1.0失敗的時(shí)候，我以為他們會(huì)沮喪很久，結(jié)果第二天上午，他們就已經(jīng)畫出了2.0的草圖。”“最讓我們感動(dòng)的是防水測(cè)試失敗那次。換作很多孩子可能就放棄了，但他們沒(méi)有。看到他們?nèi)齻€(gè)人分工明確、互相打氣，我就知道，不管比賽結(jié)果如何，他們已經(jīng)贏了。”

劉羿梵：

“失敗不可怕，可怕的是不知道為什么失敗。我們每失敗一次，就離成功更近一步。”

薛武飏：

“最想感謝的是我的兩個(gè)隊(duì)友。沒(méi)有他們，我一個(gè)人絕對(duì)撐不下來(lái)。”

賈浩燃：

“比賽結(jié)束了，但我們的研究不會(huì)停。下一個(gè)版本，我們要把視頻識(shí)別準(zhǔn)確率提上去，讓機(jī)器人更聰明。”

結(jié)尾：致每一個(gè)正在追光的你

從9月發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，到10月完成樣機(jī)，再到3月站上市賽領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)——三個(gè)月，90天，三次迭代，無(wú)數(shù)個(gè)深夜。

劉羿梵、薛武飏、賈浩燃用行動(dòng)告訴我們：

創(chuàng)新不是靈光一現(xiàn)，而是推倒重來(lái)的勇氣；堅(jiān)持不是口號(hào)，而是深夜科技教室里不滅的燈光。祝賀北京市大興區(qū)第二中學(xué)三位同學(xué)，感謝郭宇、姜楠兩位老師的陪伴與指導(dǎo)。也希望更多同學(xué)以此為榜樣，勇敢邁出科創(chuàng)的第一步，下一個(gè)站上領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)的，可能就是你。